广东省江门市第一中学高中物理6.5宇宙航行导学案新人教版必修2
高中物理6.5《宇宙航行》教案(2)(新人教版必修2)
6.5 宇宙航行★新课标要求（一）知识与技能1、了解人造卫星的有关知识。
2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
（二）过程与方法通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力（三）情感、态度与价值观1、通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情。
2、感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学的人生价值观。
★教学重点、难点第一宇宙速度的推导、运行速率与轨道半径之间的关系★教学建议随着航天事业的飞速发展，人造地球卫星的应用也越来越广泛.从高考命题的指导思想来看，要求高考试题具有时代气息，反映现代科技的发展和动向，因此有关卫星的问题将继续是高考的热点问题。
解决卫星的运动问题，其依据都是万有引力提供向心力，列出相应的方程，就可得出向心加速度、线速度、角速度、周期跟轨道半径的关系.通过例题和练习，帮助学生掌握这一基本方法。
★教学片段1、月球也要受到地球引力的作用，为什么月亮不会落到地面上来？2、物体做平抛运动时，飞行的距离与飞行的水平初速度有何关系?3、若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样？学生活动：分组讨论，得出结论。
1、由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转，此时月球受到的地球的引力（即重力），用来充当绕地运转的向心力，故而月球并不会落到地面上来。
2、由平抛物体的运动规律知：x =v 0t① h =221gt ② 联立①、②可得： x =v 0gh 2 即物体飞行的水平距离和初速度v 0及竖直高度h 有关，在竖直高度相同的情况下，水平距离的大小只与初速度v 0有关，水平初速度越大，飞行的越远。
3、当平抛的水平初速度足够大时，物体飞行的距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星。
学生活动：阅读课文，找出相应答案。
1、卫星绕地球运转时做匀速圆周运动，此时的动力学方程是：G rv m r Mm 22= 2、向高轨道发射卫星时，火箭须克服地球对它的引力而做更多的功，对火箭的要求更高一些，所以比较困难。
高中物理 第6章 第5节 宇宙航行 精品导学案 新人教版必修二
第六章万有引力与航天第五节宇宙航行“嫦娥三号”卫星是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第三颗人造绕月探月卫星．“嫦娥三号”要携带探测器在月球着陆，实现月面巡视、月夜生存等重大突破，开展月表地形地貌与地质构造、矿物组成和化学成分等探测活动．根据中国探月工程三步走的规划，中国将在2013年前后进行首次月球软着陆探测和自动巡视勘察．1．了解人造地球卫星的最初构想．2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度的表达式．3．掌握人造地球卫星的线速度、角速度、周期和半径的关系．4．能运用万有引力定律及匀速圆周运动的规律解决卫星运动的有关问题．一、人造卫星1．牛顿对人造卫星原理的描绘．设想在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，初速度越大，水平射程就越大．可以想象，当初速度足够大时，这颗炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为地球的一颗人造地球卫星．2．人造卫星绕地球运行的动力学原因．人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供．3．人造卫星的运动可近似地看做匀速圆周运动，其向心力就是地球对它的吸引力．G Mmr2＝mv2r＝mω2r＝m4π2T2r．由此得出卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径r的关系：v＝GMrω＝GMr3T＝4π2r3GM由此可见，卫星的轨道半径确定后，其线速度、角速度和周期也唯一确定，与卫星的质量无关，即同一轨道上的不同卫星具有相同的周期、线速度及角速度，而且对于不同轨道，轨道半径越小，卫星线速度和角速度越大，周期越小．二、宇宙速度1．物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度，也叫地面附近的环绕速度．2．近地卫星的轨道半径为：r＝R，万有引力提供向心力，则有GMmR2＝mv2R．从而第一宇宙速度为：v＝GMR＝7.9km/s.3．第二宇宙速度的大小为11.2_km/s．如果在地面附近发射飞行器，发射速度7.9 km/s<v<11.2 km/s；则它绕地面运行的轨迹是椭圆．4．第三宇宙速度的大小为16.7_km/s，即若在地面附近发射一个物体，使物体能够挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，则必须使它的速度等于或大于第三宇宙速度．卫星的变轨一、如何变轨人造地球卫星在发射的过程中，需要把开始的椭圆轨道调整为圆轨道，在卫星的回收过程中，需要把圆轨道调整为椭圆轨道．如何才能实现圆与椭圆的互相转变？人造地球卫星运行轨道的改变是通过它自带的推进器来实现的．如图所示为一人造地球卫星从椭圆轨道的远地点进入圆形轨道的示意图．椭圆是人造地球卫星正在运行的轨道，大圆是以地心为圆心，以远地点A 到地心距离r 2为半径的圆．当卫星在椭圆上运动到A 点和在大圆上运动到A 点时，离地心的距离相同，万有引力F ＝GMmr 22大小相同，由F ＝ma 知，加速度的大小相同．若人造地球卫星沿椭圆轨道运行，在A 点时对应曲率半径为r 1，则向心加速度a 1＝v 21r 1；若沿大圆轨道运行时，在A 点的向心加速度a 2＝v 22r 2，因为a 1＝a 2，即v 21r 1＝v 22r 2，又r 1<r 2，所以v 1<v 2.由于这个原因，人造地球卫星要从椭圆轨道进入大圆轨道，只要在到达远地点A 时，用推进器向后喷气使其加速，当速度达到沿大圆运动时的速度v 2时，它就不再沿椭圆运行而沿大圆做圆周运动了．地球同步卫星就是利用这种原理进入同步轨道并保持在这条轨道上运行的．若人造卫星原来在大圆上运行，则当它经过远地点A 时，利用推进器向前喷气使自己的速度减小到沿椭圆运行的速度v 1时，它就从大圆轨道上到了椭圆轨道上．二、变轨问题的两点技巧1．当卫星绕天体做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，由G Mm r 2＝m v2r，得v ＝GMr，由此可见轨道半径r 越大，线速度v 越小．当由于某原因速度v 突然改变时，若速度v 突然减小，则F>m v 2r ，卫星将做近心运动，轨迹为椭圆；若速度v 突然增大，则F<m v2r ，卫星将做离心运动，轨道变为椭圆，此时可用开普勒第三定律分析其运动．2．卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时，卫星受到的万有引力相同，所以加速度相同． 三、典例剖析(多选)发射地球同步卫星，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( )A ．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B ．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点时的加速度D ．卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度点拨：卫星的加速度a ＝G Mr 2，只与卫星到地心的距离r 有关，与卫星的轨道无关．卫星在不同轨道上的角速度ω、线速度v 的大小关系可根据F 万＝F 向得出．解析：本题主要考查人造地球卫星的运动，尤其是考查了同步卫星的发射过程，对考生理解物理模型有很高的要求．由G Mm r 2＝m v2r得，v ＝GM r .因为r 3>r 1，所以v 3<v 1.由G Mm r 2＝mω2r 得，ω＝GMr3.因为r 3>r 1，所以ω3<ω1.卫星在轨道1上经Q 点时的加速度为地球引力产生的加速度，而在轨道2上经过Q 点时，也只有地球引力产生加速度，故应相等．同理，卫星在轨道2上经P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度．答案：BD1．(多选)下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是(CD)A．第一宇宙速度v1＝7.9 km/s，第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2.B．美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度C．第二宇宙速度是地面附近使物体可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度D．第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度2．我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则(B) A．“天宫一号”比“神舟八号”速度大B．“天宫一号”比“神舟八号”周期长C．“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D．“天宫一号”比“神舟八号”加速度大3．(多选)下列关于地球同步卫星的说法正确的是(BD)A．它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B．它的周期、高度、速度都是一定的C．我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空D．我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空一、选择题1．宇宙飞船在半径为r1的轨道上运行，变轨后的半径为r2，r1＞r2，宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的(D)A．线速度变小 B．角速度变小C．周期变大 D．向心加速度变大2．两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动的周期之比T A∶T B＝1∶8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为(C)A．r A∶r B＝4∶1v A∶v B＝1∶2B．r A∶r B＝4∶1v A∶v B＝2∶1C．r A∶r B＝1∶4v A∶v B＝2∶1D．r A∶r B＝1∶4v A∶v B＝1∶23．人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是(BD)A．半径越大，速度越小，周期越小B．半径越大，速度越小，周期越大C．所有卫星的速度均是相同的，与半径无关D．所有卫星的角速度可能相同，与半径有关4．在地球(看做质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星，下面说法中正确的是(A)A．它们的质量可能不同B．它们的速度可能不同C．它们的向心加速度可能不同D．它们离地心的距离可能不同5．如图所示，在同一轨道平面上，绕地球做圆周运动的卫星A、B和C，某时刻恰好在同一直线上，当卫星B运转一周时，下列说法正确的有(B)A．因为各卫星的角速度ωA＝ωB＝ωC，所以各卫星仍在原位置上B．因为各卫星运转周期T A<T B<T C，所以卫星A超前于卫星B，卫星C滞后于卫星BC．因为各卫星运转频率f A>f B>f C，所以卫星A滞后于卫星B，卫星C超前于卫星BD．因为各卫星的线速度v A<v B<v C，所以卫星A超前于卫星B，卫星C滞后于卫星B6．人造卫星在太空绕地球运行的过程中，若天线偶然折断，天线将(A)A．继续和卫星一起沿轨道运动B．做平抛运动，落向地球C．由于惯性，沿轨道切线方向做匀速直线运动，远离地球D．做自由落体运动，落向地球7．人造地球卫星由于受到大气的阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应的线速度和周期的变化情况是(D)A．线速度减小，周期增大B．线速度减小，周期减小C．线速度增大，周期增大D．线速度增大，周期减小8．“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r，运行速率为v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空(C)A．r、v 都将略为减小B．r、v都将保持不变C．r将略为减小，v将略为增大D．r将略为增大，v将略为减小9．已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G，有关同步卫星，下列表述正确的是(BD)A．卫星距地面的高度为3GMT24π2B．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C．卫星运行时受到的向心力大小为G Mm R2D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度解析：对同步卫星由万有引力提供向心力得GMm（R＋h）2＝m(R＋h)4π2T2，所以h＝3GMT24π2－R，故A错误；第一宇宙速度是最大的环绕速度，B正确；同步卫星运动的向心力由万有引力提供，应为F＝GMm（R＋h）2，C错误；同步卫星的向心加速度为a同＝GM（R＋h）2，地球表面的重力加速度a表＝GMR2，知a表>a同，D正确．二、非选择题10．月球的质量约为地球质量的1/81，半径约为地球半径的1/4，地球上第一宇宙速度约为7.9 km/s ，则月球上第一宇宙速度约为多少？解析：对绕地球表面做匀速圆周运动的卫星有GM 地m R 2地＝mv2R 地得v ＝GM 地R 地. 对绕月球表面做匀速圆周运动的卫星有 GM 月m R 2月＝mv ′2R 月得v′＝GM 月R 月. 由以上两式代入数据解得 v ′＝1.76 km/s. 答案：1.76 km/s11．如图所示，A 是地球的同步卫星，另一卫星B 的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R ，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g ，O 为地球中心．(1)求卫星B 的运行周期；(2)如卫星B 的绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A 、B 两卫星相距最近(O 、B 、A 在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？解析：由题目情景知，r A >r B ，所以ωA <ωB .(1)地球对卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，故对卫星B 有 G Mm （R ＋h ）2＝4π2T 2B (R ＋h)， GMmR2＝mg ， 联立以上两式得 T B ＝2π（R ＋h ）3gR2. (2)由题意得(ωB －ω0)t ＝2π， 又因为ωB ＝2πT B＝gR2（R ＋h ）3，所以解得t＝2πgR2（R＋h）3－ω0.答案：(1)2π（R＋h）3gR2(2)2πgR2（R＋h）3－ω012．人们认为某些白矮星(密度较大的行星)每秒大约自转一周(万有引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，地球半径R约为6.4×103 km)．(1)为使其表面上的物体能够被吸引住而不致由于快速转动被“甩”掉，它的密度至少为多少？(2)假设某白矮星密度约为此值，且其半径等于地球半径，则它的第一宇宙速度约为多少？解析：(1)由于白矮星表面的物体随着它自转做圆周运动的角速度相同，而赤道上的物体圆周运动的半径最大，所需的向心力最大，最容易被甩掉，只要保证赤道上的物体不被甩掉，其他物体就不会被甩掉．假设赤道上的物体刚好不被甩掉，则白矮星对物体的万有引力恰好提供物体随白矮星转动的向心力．设白矮星质量为M，半径为r，赤道上物体的质量为m，则有G Mmr2＝m4π2T2r.白矮星的质量为M＝4π3r3 GT2，白矮星的密度为ρ＝MV＝GT243πr3＝3πGT2＝3×3.146.67×10－11×1kg/m3≈1.41×1011kg/m3.即要使物体不被甩掉，白矮星的密度至少为1.41×1011 kg/m3.(2)白矮星的第一宇宙速度，就是物体在万有引力作用下沿白矮星表面绕它做匀速圆周运动的速度，则G Mmr2＝mv2r，白矮星的第一宇宙速度为v＝GMr＝Gρ·43πr3r＝43πGρr2＝43×3.14×6.67×10－11×1.41×1011×6.42×1012≈4.02×107 (m/s)．答案：(1)1.41×1011 kg/m3 (2)4.02×107 m/s教师个人研修总结在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。
高中物理人教版必修2导学案设计：6.5-宇宙航行(无答案)
1 / 2课题：§6-5 宇宙航行第5课时（总13课时） 课型：新授【目标要求】 [学习目标](1)了解人造地球卫星的最初构想。
(2)会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。
(3)知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。
(4)感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。
[学习重点]▲ 1.知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。
▲ 2.会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。
[学习难点]▲ 1.知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。
▲ 2.会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。
【过程方法】 [自学提要] 1、第一宇宙速度大小是多大？它是卫星环绕地球的最大还是最小速度？它是发射人造地球卫星的最大还是最小速度？2、第二宇宙速度的大小为多大？它的含义是什么？3、第三宇宙速度的大小为多大？它的含义是什么？4、同步卫星的周期是多少？轨道平面与赤道平面是什么关系？5、卫星做圆周运动的向心力由什么提供？[自学反馈][探究释疑]例1．我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”，设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，已知月球的质量约为地球质量的1/81,半径约为地球半径的1/4，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s ，则该探月卫星绕月运行的速率约为 ( )例2．如图所示，a 、b 、c 是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a 和b 的质量相等且小于c 的质量，则 ( ) A ．b 所需向心力最小B ．b 、c 的周期相同且大于a 的周期C ．b 、c 的向心加速度大小相等，且大于a 的向心加速度 D.b 、c 的线速度大小相等，且小于a 的线速度例3．宇宙飞船在轨道上运行，由于地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一交点，通知宇航员某一时间飞船有可能与火箭残体相遇．宇航员随即开动飞船上的发动机使飞船加速，脱离原轨道，关于飞船的运动，下列说法正确的是 ( ) A ．飞船高度降低 B ．飞船高度升高C ．飞船周期变小D ．飞船的向心加速度变大例4．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，如图所示，则当卫星分别在l 、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）A ．卫星在轨道3上的速率大于在轨道l 上的速率B ．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点时的加速度D ．卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时[精练拓展]1．可以发射这样的卫星，使其运动圆轨道与地球表面上( ) A ．某一纬度线（非赤道线）是共面同心圆 B ．某一经度线所决定的圆是共面同心圆C ．赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D ．赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的2．地球同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则下列说法正确的是 ( ) A ．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值o ---------------------------------------------------------高一年 部 班 学生姓名 ---------------------------------------------------o2 / 2B ．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C ．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值D ．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的3．假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的 ( )4．宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，为了追上空间站，可以采取的方法是( )A ．飞船加速直到追上空间站，完成对接B ．飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接C ．飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接D ．无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接5．关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下面说法中正确的是 ( ) A ．在发射过程中向上加速时产生超重现象 B ．在降落过程中向下减速时产生超重现象 C ．进入轨道时做匀速圆周运动时产生失重现象D ．失重是由于地球对卫星内物体的作用力减少而引起的 6．我们国家在1996年成功发射了一颗实用地球同步卫星，从1999年至今已几次将“神舟”号宇宙飞船送入太空，在某次实验中，飞船在空中飞行了36 h ，环绕地球24圈，那么，同步卫星与飞船在轨道上正常运转相比较 ( )A ．卫星运转周期比飞船大B ．卫星运转速率比飞船大C ．卫星运转加速度比飞船大D ．卫星离地面高度比飞船大 7．我国自行研制发射的“风云一号”风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T 1 =12 h ；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为T 2=24 h ；两颗卫星相比 ( ) A ．“风云一号”离地面较高B ．“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大C ．“风云一号”线速度较大D ．若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空，那么再过12小时，它们又将同时到达该小岛的上空8．在某星球表面以初速度v 竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为H ，已知该星球的直径为D ，那么环绕这个星球做匀速圆周运动的卫星的最大速度是____． 9．地球和月球的质量之比为81：1，半径之比为4：1，求： (1)地球和月球表面的重力加速度之比．(2)在地球上和月球上发射卫星所需的最小速度之比。
物理必修2人教新课件6.5宇宙航行导学案
物理必修2人教新课件6.5宇宙航行导学案【预习目标】1.查阅资料了解人造卫星旳有关知识·2.知道三个宇宙速度旳含义·【预习内容】1．第一宇宙速度关于第一宇宙速度有三种说法：第一宇宙速度是发射人造地球卫星所必须达到旳最小速度，是近地卫星旳环绕速度，是地球卫星旳最大运行速度·其值为：______________·2．第二宇宙速度，是飞行器克服地球旳引力，离开地球束缚旳速度，是在地球上发射绕太阳运行或飞到其他行星上去旳飞行器旳最小发射速度·其值为：________·第三宇宙速度，是在地面附近发射一个物体，使它挣脱太阳引力旳束缚，飞到太阳系外，必须达到旳速度·其值是_________·3．拓展辨析:a:运行速度:指卫星在稳定旳轨道上绕地球转动旳线速度b:发射速度:指被发射物体离开地面时旳初速度①宇宙速度均指发射速度②第一宇宙速度为在地面发射卫星旳最小速度，也是环绕地球运行旳最大速度·【预习自测】1.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列旳（）A．一定等于7.9 km/s B．等于或小于7.9 km/sC．一定大于7.9 km/s D．介于7.9～11.2 km/s之间2.人造卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确旳是（）A.半径越大，速度越小，周期越小B.半径越大，速度越小，周期越大C.所有卫星旳速度均是相同旳，与半径无关D.所有卫星旳角速度均是相同旳，与半径无关3. 在地球 (看作质量均匀分布旳球体)上空有许多人造卫星,下面说法中正确旳是 ( )A. 它们旳质量可能不同B. 它们旳速度可能不同C. 它们旳向心加速度可能不同D. 它们离地心旳距离可能不同4. 关于第一宇宙旳速度，下面说法正确旳是（）A．它是人造地球卫星绕地球飞行旳最小速度B．它是人造地球卫星在近地圆轨道上旳运行速度C．它是能使卫星进入近地圆形轨道旳最小发射速度D．它是卫星在椭圆轨道上运动时近地点旳速度【我旳疑惑】探究案【学习目标】1.第一宇宙速度旳推导过程·2.能够建立环绕速度与轨道半径旳关系·3.能够区分人造地球卫星旳运行速度和发射速度·【学习重点】第一宇宙速度旳推导过程·【学习难点】环绕速度与轨道半径旳关系·【方法指导】自主阅读、合作探究、精讲精练·【自主探究】一、第一宇宙速度旳推导【思考】抛出旳石头会落地，为什么卫星、月球没有落下来？1．平抛物体旳速度逐渐增大，物体旳落地点如何变化？2．速度达到一定值后，物体能否落回地面？3．若不能，此速度必须满足什么条件？4．若此速度再增大，又会出现什么现象？5．此抛出旳物体速度增大何种程度才能绕地球做圆周运动？总结：1.第一宇宙速度：大小：意义：2.第二宇宙速度：大小：意义：3.第三宇宙速度：大小：意义：思考：利用所学知识，能否用其他方法推导第一宇宙速度旳表达式？二、人造地球卫星环绕速度与轨道半径旳关系·已知某人造地球卫星距离地面旳高度为地球半径旳2倍，设地球质量为M，地球半径为R，试求解该卫星旳运行速度？思考：如果卫星旳轨道半径增大，其运行速度如何变化？卫星旳发射难度是困难了还是容易了？总结：人造地球卫星旳环绕速度与轨道半径旳关系？拓展：人造地球卫星旳周期、线速度、角速度、向心加速度与轨道半径旳关系？例题：1970年4月25日18点，新华社授权向全世界宣布：1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星，卫星向全世界播送“东方红”乐曲·已知卫星绕地球一圈所用时间T=114分钟，地球半径R=6400km，地球质量M=6×1024kg·试估算这颗卫星旳离地平均高度·【当堂检测】1．人造地球卫星由于受大气阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应旳线速度和周期旳变化情况（）A. 速度减小，周期增大B. 速度减小，周期减小C. 速度增大，周期增大D. 速度增大，周期减小2.一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径旳圆形轨道上运行，已知卫星旳第一宇宙速度是v1＝7.9km/s，求：（1）这颗卫星运行旳线速度多大？（2）它绕地球运动旳向心加速度多大？【课后作业】请完成教材P48页1、2、3题训练案1．航天飞机绕地球做匀速圆周运动时，机上旳物体处于失重状态，是指这个物体（）A. 不受地球旳吸引力B. 受到地球吸引力和向心力平衡C. 受到地球旳引力提供了物体做圆周运动旳向心力D. 对支持它旳物体旳压力为零2．关于宇宙速度，下列说法正确旳是（）A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行旳最小发射速度B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行旳最小速度C．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点旳速度D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星旳最小速度3．假如一颗做圆周运动旳人造地球卫星旳轨道半径增大到原来旳2倍，仍做圆周运动，则( )A．根据公式v=ωr，可知卫星运动旳线速度将增大到原来旳2倍B．根据公式F=mv2/r，可知卫星所需旳向心力将减小到原来旳1/2C．根据公式F=GMm/r2，可知地球提供旳向心力将减小到原来旳1/4D．根据上述B和C中给出旳公式，可知卫星运动旳线速度将减小到原来旳2/24．关于绕地球做匀速圆周运动旳人造地球卫星，以下判断正确旳是( )A．同一轨道上，质量大旳卫星线速度大B．同一轨道上，质量大旳卫星向心加速度大C．离地面越近旳卫星线速度越大D．离地面越远旳卫星线速度越大5．据观测，某行星外围有一模糊不清旳环，为了判断该环是连续物还是卫星群，又测出了环中各层旳线速度υ旳大小与该层至行星中心旳距离R，则以下判断中正确旳是( ) A．若v与R成正比，则环是连续物B．若υ与R成反比，则环是连续物C．若v2与R成正比，则环是卫星群D．若υ2与R成反比，则环是卫星群6．1990年3月，中国紫金山天文台将1965年9月20日发现旳第2752号小行星命名为吴健雄星，其直径32km·如该行星旳密度和地球旳密度相同，则对该小行星而言，第一宇宙速度为多少？（已知地球半径R0=6400km，地球旳第一宇宙速度v1≈8km/s）。
高中物理导学案人教版必修2：§6. 5.1宇宙航行(教师版)
[精品]新人教版必修2高中物理第六章第五节宇宙航行导学案
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5宇宙航行问题导一、人造地球卫星的运行规律活动与探究1[]1．人造地球卫星的运行轨道是怎样的？2．设地球质量为M，卫星质量为，轨道半径为r。
试根据动力规律和圆周运动的公式推导人造卫星的线速度、角速度和周期，并说明这些物量与轨道半径有什么关系。
3．什么是地球同步卫星？地球同步卫星运行有什么特点？[]迁移与应用1甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。
以下判断正确的是（）A．甲的周期大于乙的周期B．乙的速度大于第一宇宙速度．甲的加速度小于乙的加速度D．甲在运行时能经过北极的正上方1．在讨论有关卫星的运动规律时，关键要明确向心力、轨道半径、线速度、角速度、周期和向心加速度彼此影响、互相联系，只要其中一个量确定了，其他的量也就不变了；只要一个量发生了变，其他的量也随之变，不管是定性分析还是定量计算，必须抓住卫星运动的特点，万有引力提供卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力，由G错误！未定义书签。
＝错误！未定义书签。
＝ω2r＝错误！未定义书签。
r＝求出相应物量的表达式即可讨论或求解，需要注意的是、v、ω、T、均与卫星质量无关。
2．发射人造卫星要克服地球的引力做功，发射得越高，克服地球的引力做功越多，发射越困难。
所以在发射同步卫星时先让它进入一个较低的近地轨道（停泊轨道），然后通过点火加速，使之做离心运动，进入一个椭圆轨道（转移轨道），当卫星到达椭圆轨道的远地点时，再次通过点火加速使其做离心运动，进入同步轨道。
3．近地卫星是轨道半径近似等于地球半径的卫星，卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。
同步卫星是在赤道平面内，定点在某一特定高度的卫星，其做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。
在赤道上随地球自转做匀速圆周运动的物体是地球的一部分，它不是地球的卫星，充当向心力的是物体所受万有引力与重力之差。
二、宇宙速度活动与探究21．三个宇宙速度各是什么？有何物意义？2．当人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动时，其周期约为848分钟，那么能否发射一颗绕地球做匀速圆周运动，运行周期为80分钟的人造地球卫星呢？[]迁移与应用2我国成功发射“嫦娥”二号探月卫星，该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。
导学案最新高中物理人教版必修二：6.5宇宙航行
6．5 《宇宙航行》6．6 《经典力学的局限性》导学案【学习目标】1．了解人造地球卫星的最初构想；2．会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题；3．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度4．了解经典力学的局限性【重点难点】第一宇宙速度的推导和对第一宇宙速度的确切理解【学法指导】认真阅读教材，第一宇宙速度的概念，理解三个宇宙速度的示意图.【知识链接】将天体(行星或卫星）的运动简化为匀速圆周运动，天体所需的向心力由万有引力提供，则天体的绕行速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系总结如下：（1）由22GMm vmr r=得，=v_______，可见，轨道半径r越大，v________；（2）由_________=__________得，=ω______，可见，r越大，ω________；(3）由_________=___________得，T=_________，可见，r越大，T______；（4）由_________=ma得，a=________,可见，r越大，a________。
【学习过程】一、宇宙速度阅读教材44页.体会牛顿对人造地球卫星的最初构想。
1．第一宇宙速度。
第一宇宙速度是卫星在___________附近做________圆周运动时必须具有的线速度.思考2：根据“知识链接”， 第一宇宙速度是所有沿圆轨道运行的卫星中_______的线速度。
思考3：理解第一宇宙速度,需要强调哪两个要点？________________________________ 卫星所受的向心力由万有引力提供，即R v m RMm G 212=，得v 1=___________，又星球表面万有引力约等于重力，即mg RMm G =2,故v 1=_________。
思考4:计算地球的第一宇宙速度。
R=6．37×106m ，地面g=9．8m/s 2,v 1=_________. 思考5：神舟号飞船距离地面的高度约为340km ，根据上面的讨论，你能否得出神舟号飞船的线速度？(7．7km/s ）解：2．第二宇宙速度第二宇宙速度，是指在星球______附近发射飞行器，使其克服该星球的引力永远离开该星球所需的最小速度，也是能绕该星球做椭圆运动的卫星在近地点的最大速度.地球的第二宇宙速度v Ⅱ=11．2km/s 。
物理人教版必修2 6.5宇宙航行导学案设计(无答案)
物理必修2§6.5《宇宙航行》导学案班级：组名：学生姓名：学习目标1.能推导第一宇宙速度表达式，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度的含义；2.了解人造卫星的有关知识，知道近地卫星、同步卫星的特点；3 了解飞船飞入太空的过程．重点难点1.重点是第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度的应用。
2.难点是了解人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别以及掌握有关人造卫星计算及计算过程中的一些代换。
学习方法阅读法，分析法，理论联系实际。
学习过程一、知识链接1.解决天体问题的基本思路是什么?提示：天体运动处理方法：把天体的运动看作是运动，所需的向心力由提供2.人造卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度之间有什么联系？提示：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力，即：F引=F向，公式为： =ma= = = ;①a= ,可见随着轨道半径增大，卫星的向心加速度；w= ,随着轨道半径r的增大，卫星的角速度；T= ,随着轨道半径r的增大，卫星运行的周期v= ,随着轨道半径r的增大，卫星的线速度；二、新课导学要点一宇宙速度1.第一宇宙速度：在地面附近将物体以一定的水平速度发射出去，如果速度，物体不再在落回地球表面，而是刚好在地球表面附近围绕地球做运动，成为地球的，这时的发射速度就叫做第一宇宙速度。
第一宇宙速度是人造地球卫星的最发射速度，也是卫星在地球表面附近围绕地球做匀速圆周运动的运行速度，是人造地球卫星的最运行速度。
2.第一宇宙速度的推导过程设地球的质量为M，人造地球卫星的质量为m、运行速度为v、它到地心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的向心力由提供，即，则v= 。
当卫星在地球表面附近运动时，它到地心的距离可以看作地球的半径R=6400Km，则v= km/s。
练习：海王星的质量约是地球的16倍，它的半径是地球的4倍，已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s，则海王星的第一宇宙速度为多大？（写出解题过程。
最新精编高中人教版必修二高一物理学案 6.5 宇宙航行
65 宇宙航行案（人教版必修2）1．第一宇宙速度是指卫星在____________绕地球做匀速圆周运动的速度，也是绕地球做匀速圆周运动的____________速度．第一宇宙速度也是将卫星发射出去使其绕地球做圆周运动所需要的________发射速度，其大小为________．2．第二宇宙速度是指将卫星发射出去使其克服____________，永远离开地球，即挣脱地球的________束缚所需要的最小发射速度，其大小为________．3．第三宇宙速度是指使发射出去的卫星挣脱太阳________的束缚，飞到____________外所需要的最小发射速度，其大小为________．4．人造地球卫星绕地球做圆周运动，其所受地球对它的______提供它做圆周运动的向心力，则有：G错误！未定义书签。
＝__________＝________＝________，由此可得v＝______，ω＝________，T＝________5．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其环绕速度可以是下列的哪些据( )A．一定等于79 /B．等于或小于79 /．一定大于79 /D．介于79 /～112 /6．关于第一宇宙速度，以下叙述正确的是( )A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它是近地圆轨道上人造卫星运行的速度．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D．它是人造卫星发射时的最大速度7．假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原的2倍，且仍做圆周运动，则下列说法正确的是( )①根据公式v＝ωr可知卫星运动的线速度将增大到原的2倍②根据公式F＝错误！未定义书签。
可知卫星所需的向心力将减小到原的错误！未定义书签。
③根据公式F＝错误！未定义书签。
，可知地球提供的向心力将减小到原的错误！未定义书签。
④根据上述②和③给出的公式，可知卫星运行的线速度将减小到原的错误！未定义书签。
A．①③B．②③．②④D．③④【概念规律练】知识点一第一宇宙速度1．下列表述正确的是( )A．第一宇宙速度又叫环绕速度B．第一宇宙速度又叫脱离速度．第一宇宙速度跟地球的质量无关D．第一宇宙速度跟地球的半径无关2．恒星演发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半径较小，一般在7～20 ，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10 ，密度为12×1017g/3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为( )A．79 /B．167 /．29×104 / D．58×104 /知识点二人造地球卫星的运行规律3．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R，线速度为v，周期为T，若使该卫星的周期变为2T，可行的办法是( )A．R不变，线速度变为错误！未定义书签。
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§6.5 宇宙航行学习目标1.了解卫星的发射运行等情况. 了解飞船飞入太空的情况.2. 知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度.3. 激情投入、交流、讨论，知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度学习重点：知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度学习难点：推导第一宇宙速度预习案1．第一宇宙速度的推导方法一：设地球质量为M，半径为R，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度（第一宇宙速度）为v。
,飞行器运动所需的向心力是由万有引力提供的，近地卫星在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离，所以，由此解出v =_____。
方法二：物体在地球表面受到的引力可以近似认为等于重力，所以，解得v =_____。
关于第一宇宙速度有三种说法：第一宇宙速度是发射人造地球卫星所必须达到的最小速度，是近地卫星的环绕速度，是地球卫星的最大运行速度。
另外第一宇宙速度是卫星相对于地心的线速度。
地面上发射卫星时的发射速度，是卫星获得的相对地面的速度与地球自转速度的合速度。
所以赤道上自西向东发射卫星可以节省一定的能量。
2．第二宇宙速度，是飞行器克服地球的引力，离开地球束缚的速度，是在地球上发射绕太阳运行或飞到其他行星上去的飞行器的最小发射速度。
其值为：________。
第三宇宙速度，是在地面附近发射一个物体，使它挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须达到的速度。
其值是_________。
3．人造地球卫星（1）人造地球卫星的轨道和运行速度卫星地球做匀速圆周运动时，是地球的引力提供向心力，卫星受到地球的引力方向指向地心，而做圆周运动的向心力方向始终指向圆心，所以卫星圆周运动的圆心和地球的地心重合。
这样就存在三类人造地球卫星轨道：①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方；②极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空；③一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。
对于卫星的速度要区分发射速度和运行速度，发射速度是指将卫星发射到空中的过程中，在地面上卫星必需获得的速度，等于第一宇宙速度，卫星能在地面附近绕地球做匀速圆周运动，大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度时，卫星做以地球为焦点的椭圆轨道运动。
运行速度是指卫星在正常轨道上运动时的速度，如果卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，得，可见，轨道半径越大，卫星的运行速度越小。
实际上卫星从发射到正常运行中间经历了一个调整、变轨的复杂过程。
4．同步卫星，是指相对于地面静止的卫星。
同步卫星必定位于赤道轨道，周期等于地球自转周期。
知道了同步卫星的周期，就可以根据万有引力定律、牛顿第二定律和圆周运动向心加速度知识，计算同步卫星的高度、速度等有关数据。
5．人造地球卫星内的物体也受到地球的引力，卫星内物体受到地球的引力正好提供物体做圆周运动的向心力，物体处于完全失重状态。
探究案：探究一：人造地球卫星的应用主要有哪些？ 返回式遥感卫星、通信卫星、气象卫星探究二：什么是黑洞？如果星球的密度很大，它的质量很大而半径又很小，它表面的逃逸速度很大，连光都不能逃逸，那么即使它确实在发光，光也不能进入太空，我们就看不到它。
这种天体称为黑洞。
探究三：用万有引力定律处理天体问题的主要解题思路？解题思路:用万有引力定律处理天体问题，主要有两条解题思路：（1）在地面附近把万有引力看成等于物体受的重力，即mg F =引，主要用于计算涉及重力加速度的问题；（2）把天体的运动看成是匀速圆周运动，且向心引F F =，主要用于计算天体质量、密度以及讨论卫星的速度、角速度、周期随轨道的变化而变化等问题。
能力训练案例1：无人飞船“神舟二号”曾在离地面高度H =3.4×105m 的圆轨道上运行了47h ，求这段时间里它绕地球多少周？（地球半径R =6.37×106m ，重力加速度g =9.8m/s 2）解析：47h 内“神舟二号”绕地球运行多少周，也就是说47h 有几个周期，本题关键是求“神舟二号”的运行周期。
可以根据万有引力提供向心力这个思路来求周期T 。
设“神舟二号”的质量为m ，它在地面上的重力近似等于它受地球的万有引力，有在空中运行时有解得：=5474s=1.52h47h 内绕地球运行的圈数周答：47h 内“神舟二号”绕地球运行的圈数为31周。
拓展：本题主要综合应用万有引力定律，牛顿第二定律，和向心力公式，求圆周运动周期。
其中又将物体在地球表面的重力近似看作物体受到的万有引力，由得到代换式：。
向心加速度的表达式可根据具体问题选用。
例2：已知地球半径R =6.4×106m ，地球质量M =6.0×1024kg ，地面附近的重力加速度g =9.8m/s 2，第一宇宙速度v1=7.9×103m/s。
若发射一颗地球同步卫星，使它在赤道上空运转，其高度和速度应为多大？解析：所谓同步，就是卫星相对于地面静止即卫星运转周期等于地球自转周期。
由于是万有引力提供向心力，卫星的轨道圆心应该在地球的地心，所以同步卫星的轨道只能在地球赤道上方。
该题的计算思路仍然是万有引力提供向心力设同步卫星的质量m，离地高度h，速度为v，周期为T（等于地球自转周期）方法一：解得：=3.56×107m3.1×103m/s方法二：若认为同步卫星在地面上的重力等于地球的万有引力，有解联立方程得：=3.56×107m方法三：根据第一宇宙速度v1，有解得：=3.56×107m答：同步卫星的高度为3.56×107m，速度是3.1×103m/s。
拓展：根据万有引力提供向心力列式求解，是解决此类问题的基本思路。
在本题中又可以用地面重力加速度、第一宇宙速度这些已知量做相应代换。
本题计算得到的同步卫星运行速度为3.1×103m/s，比第一宇宙速度v1=7.9×103m/s小得多。
第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，同步卫星是在高空中做匀速圆周运动，它的速度小于第一宇宙速度。
同步卫星发射时的速度大于第一宇宙速度，一开始做大椭圆轨道运动，随后在高空中进行调整最后进入同步轨道做匀速圆周运动，速度比第一宇宙速度小。
能力训练1．航天飞机绕地球做匀速圆周运动时，机上的物体处于失重状态，是指这个物体（CD ） A.不受地球的吸引力B.受到地球吸引力和向心力平衡C.受到地球的引力提供了物体做圆周运动的向心力D.对支持它的物体的压力为零2、若已知某行星绕太阳公转的半径为r ，公转周期为T ，万有引力恒量为G ，则由此可求出（ B ）A ：某行星的质量B ：太阳的质量C ：某行星的密度D ：太阳的密度3、人造地球卫星与地面的距离为地球半径的1.5倍，卫星正以角速度ω做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g ，R 、 ω、g 这三个物理量之间的关系是（ A ）A ：R g 5252=ω B ：R g 52=ω C ：R g 2323 D ：Rg25524、 在绕地球做匀速圆周运动的航天飞机的外表面上，有一隔热陶瓷片自动脱落，则陶瓷片的运动情况是（ C ）A ：平抛运动B ：自由落体运动C ：仍按原轨道做匀速圆周运动D ：做速圆周运动，逐渐落后于航天飞机 5．关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（ACD ） A ．它的速度小于7.9km/s B ．它的速度大于7.9km/s C ．它的周期是24h,且轨道平面与赤道平面重合 D ．每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的6．人造地球卫星由于受大气阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应的线速度和周期的变化情况是（D ） A.速度减小，周期增大 B.速度减小，周期减小 C.速度增大，周期增大 D.速度增大，周期减小过关检测案1、人造地球卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ B ）A ：半径越大，速度越小，周期越小B ：半径越大，速度越小，周期越大C ：所有卫星的速度均是相同的，与半径无关D ：所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关2．关于宇宙速度，下列说法正确的是（A ）A ．第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度B ．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C ．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度D ．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度3．地球半径为R ，地面重力加速度为g ，地球自转周期为T ，地球同步卫星离地面的高度为h ，则地球同步卫星的线速度大小为（AC ）4．当人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，其绕行速度（B ） A.一定等于7.9千米/秒 B.一定小于7.9千米/秒C.一定大于7.9千米/秒D.介于7.9～11.2千米/秒5、我们国家在1986年成功发射了一颗实用地球同步卫星，从1999年至今已几次将“神州”号宇宙飞船送入太空。
在某次实验中，飞船在空中飞行了36h ,绕地球24圈。
那么同步卫星与飞船在轨道上正常运转相比较 （ AD ）Ａ：卫星运转周期比飞船大 Ｂ：卫星运转速率比飞船大 Ｃ：卫星运转加速度比飞船大 Ｄ：卫星离地高度比飞船大 6、利用所学的知识，推导第一宇宙速度的表达式gR v =。
7、一宇航员在某一行星的极地着陆时，发现自己在当地的重力是在地球上重力的0.01倍，进一步研究还发现，该行星一昼夜的时间与地球相同，而且物体在赤道上完全失去了重力，试计算这一行星的半径R 。
71.810⨯8．组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持赤道附近的物体做圆周运动。
已知一个星球的质量为M ，半径为R ，假设该星球是均匀分布的，求它的最小自转周期。
教后反思：_____________________________________________________________________________________________________________________。
习题课（§6.5 宇宙航行）1．宇航员在一个半径为R 的星球上，以速度v 0竖直上抛一个物体，经过t 秒后物体落回原抛物点，如果宇航员想把这个物体沿星球表面水平抛，而使它不再落回星球，则抛出速度至少应是（B ）2.某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F.若此物体受到的引力减小到F4，则此物体距离地面的高度应为(R 为地球半径)( )A.RB.2RC.4RD.8R 【解析】选A.物体在地球表面时，F=2Mm GR ，当物体在距地面h 高处时，()2F MmG 4R h =+，解得h=R ，故A 正确.3.已知地球静止轨道同步卫星的轨道半径约为地球半径的7倍，某行星的静止轨道同步卫星轨道半径约为该行星半径的3倍，该行星的自转周期约为地球自转周期的一半，那么该行星的平均密度与地球的平均密度之比约为( )A. 13B. 14C. 15D. 164.我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站.如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近，并将与空间站在B 处对接.已知空间站绕月轨道半径为r ，周期为T ，万有引力常量为G ，下列说法中正确的是( )A.图中航天飞机在飞向B 处的过程中,月球引力做负功B.航天飞机在B 处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火加速C.根据题中条件可以算出月球质量D.根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小【解析】选C.航天飞机飞向B 处的过程中,万有引力与航天飞机的速度夹角小于90°,做正功,A 错误;航天飞机在B 处由椭圆轨道进入圆轨道,要做向心运动,必须点火减速,B 错误;对空间站,由G 22M m 2m r r T π⎛⎫= ⎪⎝⎭月空空,可求出月球质量,C 正确;由于空间站的质量未知,所以无法求出空间站受到月球引力的大小,D 错误.【方法技巧】 变轨问题的分析技巧由于我国发射航天器多以变轨发射为主，所以变轨问题是近几年高考的热点，解决此类问题的关键是：(1)航天器满足22Mm v G m r r <时做离心运动，即通过点火加速可让航天器向高轨道变轨；航天器满足22Mm v G m r r>时做向心运动，即通过点火减速可让航天器向低轨道变轨.(2)航天器在变轨前后机械能有变化，从低(高)轨道向高(低)轨道变轨，机械能增加(减小). (3)不管是变轨前，还是变轨后，只要是圆轨道，就可用万有引力等于向心力的表达式进行分析计算. 5．某一行星上一昼夜为T ＝6h.若弹簧秤在其赤道上比在两极处读数小了10%，试计算此行星的平均密度ρ.万有引力恒量G ＝6.67×10-11N·m 2/kg 2. （3×103kg/m 3）6： 已知太阳光从太阳射到地球需时间500s,地球公转轨道可近似看成圆轨道,地球半径为6400km,试计算太阳质量M 与地球质量m 之比? 3×1057：某物体在地面上受到的重力为160N,将它放置在卫星中,在卫星以a=1/2 g 随火箭向上加速度上升的过程中,当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90N 时,求此时卫星距地球表面有多远? （地球半径R=6.4×103km,g=10m/s 2）1.92×km8、侦察卫星通过地球两极上空的圆轨迹运动，他的运行轨道距地面高度为h ，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全部拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少？（设地球的半径为R ，地面处重力加速度为g ，地球自转周期为T ）9．登月火箭关闭发动机在离月球表面112km 的空中沿圆形轨道运动，周期是120.5min,月球的半径是1740km ，根据这组数据计算月球的质量和平均密度。