65-宇宙航行、双星、三星、变轨、复习题解析课件.ppt

1、1 万户飞天万户飞天世界上第一个想利用火箭飞行的人世界上第一个想利用火箭飞行的人 1414世纪世纪五、梦想成真五、梦想成真19611961年年4 4月月1212日苏联空军少校日苏联空军少校加加林乘坐东方一号载人飞加加林乘坐东方一号载人飞船进入太空，实现了人类进船进入太空，实现了人类进入太空的梦想。入太空的梦想。19691969年年7 7月月2020日，阿波罗日，阿波罗1111号将人类送上了月球。号将人类送上了月球。19701970年年4 4月月2424日我国日我国第一颗人造卫星升空第一颗人造卫星升空 二二 梦想成真梦想成真2 2 中国的航天成就中国的航天成就20072007年年1010月月24

2、24日嫦娥日嫦娥一号月球探测器发射一号月球探测器发射成功成功20032003年年1010月月1515日日神舟五号神舟五号杨利伟杨利伟20052005年年1010月月1212日日神舟六号神舟六号费俊龙聂海胜费俊龙聂海胜20082008年年9 9月月2525日日神舟七号神舟七号翟志刚刘伯明翟志刚刘伯明景海鹏景海鹏3 3 展望未来展望未来美国美国“凤凰凤凰”号火星探测器号火星探测器20072007年年8 8月月4 4日发射，日发射，20082008年年5 5月月2525日在火星着陆。日在火星着陆。“卡西尼卡西尼”号土星探测器号土星探测器19971997年年1010月月1515日发射升空，日发射升空，

3、20042004年年1 1日飞抵土星。日飞抵土星。“先驱者先驱者”1010号号太空探测器太空探测器19721972年年3 3月月2 2日发射升空，日发射升空，19861986年年6 6月飞出太阳系月飞出太阳系光子火箭光子火箭星球大战星球大战超光速飞船超光速飞船“千年隼千年隼”号号A、B组成双星系，质量分别为组成双星系，质量分别为m1、m2，两者间距为，两者间距为L，求求A作圆周运动的轨道半径作圆周运动的轨道半径r1及周期及周期T（已知万有引力常量为（已知万有引力常量为G）已知双星系统中两颗恒星绕它们连线上的某一固定点分别做已知双星系统中两颗恒星绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均

4、为匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为，两颗恒星之间的距离为L，双星，双星系统的总质量为系统的总质量为一、双星问题一、双星问题（记住以下记住以下7个问题）个问题）双星周期双星周期T和角速度和角速度相同，相同，向心力大小相等；向心力大小相等；写出每一颗星对应的向心力方程；写出每一颗星对应的向心力方程；写出周期的表达式；或者写出周期的表达式；或者双星的总质量表达式：双星的总质量表达式：双星半径与双星质量的关系式；双星半径与双星质量的关系式；双星线速度与双星质量的关系式；双星线速度与双星质量的关系式；双星向心加速度与双星质量的关系式；双星向心加速度与双星质量的关系式；双星半径与双星间距离双

5、星半径与双星间距离L的关系；的关系；二、二、赤道上的物体、近地卫星、同步卫星赤道上的物体、近地卫星、同步卫星设地球质量为设地球质量为M，地球半径为，地球半径为R，地球自转的角速度为，地球自转的角速度为，同步，同步卫星的轨道半径为卫星的轨道半径为rRmRMmG22RmmgRMmG赤22rmrMmG221、赤道上的物体：、赤道上的物体：2、近地卫星：、近地卫星：3、同步卫星：、同步卫星：总结：总结：1、近地和同步，都满足万有引等于向心力方程，、近地和同步，都满足万有引等于向心力方程，所以所以a、v、T的计算式相同，定性关系也成立；的计算式相同，定性关系也成立；2、赤道上的物体和同步，有相同的周期和

6、角速度，、赤道上的物体和同步，有相同的周期和角速度，所以比较所以比较a和和v,要用运动学公式：要用运动学公式：a=2r，vr3、近地和赤道通过同步联系在一起；、近地和赤道通过同步联系在一起；AD6.将月球、地球同步卫星及静止在赤道上的物体三者将月球、地球同步卫星及静止在赤道上的物体三者进行比较，下列说法中正确的是（）进行比较，下列说法中正确的是（）A、三者都受万有引力的作用，万有引力提供向心力、三者都受万有引力的作用，万有引力提供向心力B、月球的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度、月球的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度C、地球同步卫星与静止在赤道上的物体的角速度相同、地球同步卫星与静

7、止在赤道上的物体的角速度相同D、地球同步卫星的线速度大于静止在赤道上的物体的、地球同步卫星的线速度大于静止在赤道上的物体的线速度线速度 三、变轨问题：三、变轨问题：变轨处变轨处线速度线速度变，但变，但加速度加速度不变；不变；当卫星的速度当卫星的速度变大变大时，卫星将做时，卫星将做离心离心运动，在新的轨道上运动，在新的轨道上运行时的线速度要比原轨道运行时的线速度要比原轨道小；小；当卫星的速度当卫星的速度变小变小时，卫星将做时，卫星将做向心向心运动，在新的轨道上运动，在新的轨道上运行时的线速度要比原轨道运行时的线速度要比原轨道大；大；总结：加速远离，减速靠近总结：加速远离，减速靠近7.一宇宙飞船绕

8、地球做匀速圆周运动，飞船原来的一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船原来的线速度是线速度是v1，周期是，周期是T1，假设在某时刻它向后喷气，假设在某时刻它向后喷气做加速运动后，进入新轨道做匀速圆周运动，运动做加速运动后，进入新轨道做匀速圆周运动，运动的线速度是的线速度是v2，周期是，周期是T2，则（，则（）Av1v2，T1T2Bv1v2，T1T2Cv1v2，T1T2 Dv1v2，T1T28.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道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，然后经点火，使其沿椭圆轨道点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步运行，最后再次点火，将卫星

9、送入同步轨道轨道3。轨道。轨道1、2相切于相切于Q点，轨道点，轨道2、3相切于相切于P点（如图），则点（如图），则卫星分别在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是轨道上正常运行时，以下说法正确的是()A卫星在轨道卫星在轨道3上的速率大于在轨道上的速率大于在轨道1上的速率上的速率B卫星在轨道卫星在轨道3上的角速度小于在轨道上的角速度小于在轨道1上的角速度上的角速度C卫星在轨道卫星在轨道1上经过上经过Q点时的加速度大于它在点时的加速度大于它在轨道轨道2上经过上经过Q点的加速度点的加速度D卫星在轨道卫星在轨道2上经过上经过P点时的加速度等于它在点时的加速度等于它在轨道轨道3上经过上经

10、过P点的加速度点的加速度1.我国于我国于2013年年12月发射了月发射了“嫦娥三号嫦娥三号”月球探测器月球探测器假设该探测器的绕月轨道是圆形的，且贴近月球假设该探测器的绕月轨道是圆形的，且贴近月球表面已知月球的质量约为地球质量的表面已知月球的质量约为地球质量的1/81，月球的半径约为地球半径的月球的半径约为地球半径的1/4，地球上的第一，地球上的第一宇宙速度约为宇宙速度约为79km/s，则该探月探测器绕月，则该探月探测器绕月运行的速率约为运行的速率约为()A04km/sB18km/sC1lkm/s D36km/s 2.若已知某行星的一个卫星绕其运转的轨道半径为若已知某行星的一个卫星绕其运转的轨

11、道半径为r，周期为周期为T，引力常量为，引力常量为G，则可求得，则可求得()A该卫星的质量该卫星的质量 B行星的质量行星的质量C该卫量的平均密度该卫量的平均密度D行星的平均密度行星的平均密度B3.一个半径是地球一个半径是地球3倍、质量是地球倍、质量是地球36倍的行星，它表面倍的行星，它表面的重力加速度是地球面重力加速度的（不考虑地球和的重力加速度是地球面重力加速度的（不考虑地球和星球的自转）星球的自转）()A4倍倍 B6倍倍C13.5倍倍 D18倍倍A5.地球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度为g，地球半径为，地球半径为R，万有引力，万有引力常量为常量为G。一颗卫星距地面的高度等于地球的半

12、径的。一颗卫星距地面的高度等于地球的半径的2倍，倍，即即h=2R，则其沿轨道做匀速圆周运行时的线速度，则其沿轨道做匀速圆周运行时的线速度 。6.“神州神州”六号飞船发射成功后，进入圆形轨道稳定运行，六号飞船发射成功后，进入圆形轨道稳定运行，运转一周的时间为运转一周的时间为T，地球的半径为，地球的半径为R，表面重力加，表面重力加速度为速度为g，万有引力常量为，万有引力常量为G，试求：，试求：（1）地球的密度；）地球的密度；（2）“神州神州”六号飞船轨道距离地面的高度。六号飞船轨道距离地面的高度。A ABD 6.设地球表面重力加速度为设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地面，物体在距离地面3R(

13、R是是地球的半径地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则则g/g0为（为（）11/91/41/16D7.某行星的卫星在靠近行星的轨道上飞行，若要计算某行星的卫星在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是（）行星的密度，需要测出的物理量是（）A.行星的半径行星的半径 B.卫星的半径卫星的半径C.卫星运行的线速度卫星运行的线速度 D.卫星运行的周期卫星运行的周期D8.8.已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的7 7倍，倍，某行星的同步卫星轨道半径约为该行星半径的某行星的同步卫星轨道半径约为该

14、行星半径的3 3倍，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平均密度之比约为该行星的平均密度与地球平均密度之比约为()()AB2、两行星的质量分别为、两行星的质量分别为m1和和m2，绕太阳运行的轨道，绕太阳运行的轨道半径分别是半径分别是r1和和r2，若它们只受太阳万有引力作用，若它们只受太阳万有引力作用，那么这两个行星的向心加速度大小之比（）那么这两个行星的向心加速度大小之比（）A、1 B、m2r1/m1r2 C、m1r2/m2r1 D、r22/r12DBD4.4.对于人造地球卫星，下列说法中正确的是（）对于人造地球卫星

15、，下列说法中正确的是（）A A、卫星上的物体不受重力作用、卫星上的物体不受重力作用B B、卫星上的物体受重力作用，物体完全失重、卫星上的物体受重力作用，物体完全失重C C、实际绕行速率大于、实际绕行速率大于7.9km/s7.9km/sD D、实际绕行速率介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间、实际绕行速率介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间BAD8.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道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，然后经点火，使其沿椭圆轨道点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道轨道3。轨道。轨道1、2相切于相切

16、于Q点，轨道点，轨道2、3相切于相切于P点（如图），则点（如图），则卫星分别在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是轨道上正常运行时，以下说法正确的是()A卫星在轨道卫星在轨道3上的速率大于在轨道上的速率大于在轨道1上的速率上的速率B卫星在轨道卫星在轨道3上的角速度小于在轨道上的角速度小于在轨道1上的角速度上的角速度C卫星在轨道卫星在轨道1上经过上经过Q点时的加速度大于它在点时的加速度大于它在轨道轨道2上经过上经过Q点的加速度点的加速度D卫星在轨道卫星在轨道2上经过上经过P点时的加速度等于它在点时的加速度等于它在轨道轨道3上经过上经过P点的加速度点的加速度7.一宇宙飞船绕地球做

17、匀速圆周运动，飞船原来的一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船原来的线速度是线速度是v1，周期是，周期是T1，假设在某时刻它向后喷气，假设在某时刻它向后喷气做加速运动后，进入新轨道做匀速圆周运动，运动做加速运动后，进入新轨道做匀速圆周运动，运动的线速度是的线速度是v2，周期是，周期是T2，则（，则（）Av1v2，T1T2Bv1v2，T1T2Cv1v2，T1T2 Dv1v2，T1T29设想我国宇航员随设想我国宇航员随“嫦娥嫦娥”号登月飞船贴近月球表面号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，宇航员测出飞船绕行做匀速圆周运动，宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间圈所用的时间为为t，登月后，宇航员利用身边的弹

18、簧测力计测出质量，登月后，宇航员利用身边的弹簧测力计测出质量为为m的物体重力为的物体重力为G，已知引力常量为，已知引力常量为G1，根据以上，根据以上信息可得到信息可得到()A月球的密度月球的密度 B.月球的半径月球的半径 C飞船的质量飞船的质量 D飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度ABD 13.在某星球表面以初速度在某星球表面以初速度v竖直向上抛出一个物体，竖直向上抛出一个物体，它上升的最大高度为它上升的最大高度为H。已知该星球的半径为。已知该星球的半径为R，求此星球上的第一宇宙速度。求此星球上的第一宇宙速度。15.某行星运动一昼夜时间某行星运动一昼夜时间T6h，若用弹簧秤在其，若用弹簧秤在其“赤道赤道”上比上比“两极两极”处测量同一物体重力时读数小处测量同一物体重力时读数小10（行星视为球体）。试求：（行星视为球体）。试求：(1)该行星的平均密度多大？该行星的平均密度多大？(2)设想该行星自转角速度加快到某一值时，在设想该行星自转角速度加快到某一值时，在“赤道赤道”上的物体会上的物体会“飘飘”起来，这时的自转周期是多少？起来，这时的自转周期是多少？7.9 11.2 16.7 地球地球最小最小最小最小