20xx粵教版高中物理必修2第三章第三節(jié)飛向太空-資料下載頁
2024-12-09 13:31本頁面
【導(dǎo)讀】的，推動火箭前進(jìn)，使火箭發(fā)射升空的。步，以此類推，最終達(dá)到所需要的速度。發(fā)動機(jī)，使之進(jìn)入同步軌道，也叫靜止軌道?；鸺度雵H商業(yè)發(fā)射市場。1990年4月7日，長征三號運(yùn)載火箭成功發(fā)射美國研制的“亞洲一號”衛(wèi)星。1990年7月16日，長征2號捆綁式火箭首次在西昌發(fā)射成功。動物的空間軌道飛行試驗(yàn)。先后4次成功發(fā)射神舟一號至四號無人飛船，載人飛行已為時不遠(yuǎn)。2021年10月12日，我國成功發(fā)射第二艘載人飛船神舟六號，宇航員費(fèi)俊龍和聶海勝。2021年9月25日，神舟七號載人飛船順利升空，航天員翟志剛、劉伯明、景海鵬。2021年9月29日中國第一個目標(biāo)飛行器“天宮一號”發(fā)射成功。邁入中國航天“三步走”戰(zhàn)略的第二步第二階段。升空后2天，“神八”與此前發(fā)射的“天宮。國實(shí)施的首次載人空間交會對接。八號”于2021年11月1日凌晨發(fā)射，這次發(fā)射的主要任務(wù)是與“天宮一號”對接??2．2021年10月15日，我國宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，
【正文】 2轉(zhuǎn)移到同步軌 道 3，需要兩次短時間開動火箭對衛(wèi)星加速，加速的位置應(yīng)是圖中的 ( AC ) 圖 3－ 3－ 7 A． P點(diǎn) B． Q點(diǎn) C． R點(diǎn) D． S點(diǎn) 解析：衛(wèi)星要從圓形軌道 1轉(zhuǎn)移到橢圓軌道 2要在 P點(diǎn)加速，做離心運(yùn)動，否則衛(wèi)星仍在圓形軌道 1運(yùn)動；衛(wèi)星要從橢圓軌道 2轉(zhuǎn)移到同步軌道 3，加速的位置應(yīng)是圖中的 R點(diǎn)，若選在 Q 或 S 點(diǎn)點(diǎn)火，這樣會使衛(wèi)星進(jìn)入另一個與 Q 或 S 點(diǎn)相切的橢圓或圓軌道，而不會進(jìn)入預(yù)定的與 R點(diǎn)相切的 同步軌道 3，因此要在 R 點(diǎn)點(diǎn)火 . 15．我國研制的“嫦娥一號”衛(wèi)星于 2021年 10月 24日 18時由長征三甲運(yùn)載火箭發(fā)射 升空，星箭分離后在遠(yuǎn)地點(diǎn)做了一次變軌，進(jìn)入到 16 小時軌道，然后分別在 16 小時、 24小時 (停泊軌道 )、 48 小時軌道 (調(diào)相軌道 )近地點(diǎn)，各進(jìn)行了一次變軌，其中在調(diào)相軌道近地點(diǎn)變軌后，“嫦娥一號”衛(wèi)星進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道正式奔月，如圖 3－ 3－ 8 所示，下列說法中正確的是 ( BC ) 圖 3－ 3－ 8 A．“嫦娥一號”由 24小時軌道變?yōu)?48 小時軌道時應(yīng)讓其發(fā)動機(jī)在 A點(diǎn)點(diǎn)火向后噴氣 B． “嫦娥一號”由 24小時軌道變?yōu)?48 小時軌道時應(yīng)讓其發(fā)動機(jī)在 B點(diǎn)點(diǎn)火向后噴氣 C．“嫦娥一號”沿 24小時軌道在 B點(diǎn)的速度大于沿 24小時軌道在 A點(diǎn)的速度 D．“嫦娥一號”沿 48小時軌道在 B點(diǎn)的加速度大于沿 24小時軌道在 B點(diǎn)的加速度 解析：“嫦娥一號”由由 24小時軌道變?yōu)?48小時軌道應(yīng)做離心運(yùn)動，此時要增大速度，若選在 A點(diǎn)點(diǎn)火，這樣會使衛(wèi)星進(jìn)入另一個與 A點(diǎn)相切的橢圓軌道，而不會進(jìn)入預(yù)定的與 B點(diǎn)相切的 48小時軌道，因此要在 B 點(diǎn)點(diǎn)火， A 錯 B 對；“嫦娥一號”沿 24小時橢圓軌道運(yùn)動時， B 點(diǎn)相當(dāng)于近地點(diǎn)而 A 點(diǎn)相當(dāng)于遠(yuǎn)地點(diǎn)， 根據(jù)機(jī)械能守恒可知 C 選項(xiàng)正確。根據(jù)公式GMm/R2=ma 可知“嫦娥一號”沿 48小時軌道在 B 點(diǎn)的加速度等于沿 24小時軌道在 B點(diǎn)的加速度，故 D錯。 答案： BC 16． (雙選 )啟動在某一軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)的地球衛(wèi)星的發(fā)動機(jī)，使其速度加大，待它運(yùn)動到距離地面的高度比原來大的位置，再定位使它繞地球做勻速圓周運(yùn)動成為另一軌道的衛(wèi)星，該衛(wèi)星在后一軌道與前一軌道相比 ( AC ) A．周期變大 B．萬有引力增大 C．機(jī)械能增大 D．速率增大 解析：由 GMmr2 ＝ m4π2T2 r得 T＝ 2πr3GM，即 T∝ r3，說明衛(wèi)星的運(yùn)動軌道半徑越大，其運(yùn)行周期越長；由2rMmGF?， 衛(wèi)星的運(yùn)動軌道半徑越大，萬有引力減??；衛(wèi)星的運(yùn)動軌道半徑越大，變軌時消耗的能量越多，機(jī)械能越大；由 GMmr2 ＝ mv2r得 v＝GMr .即 v∝1r，說明衛(wèi)星的運(yùn)動軌道半徑越大，其運(yùn)行線速度就越小． 三、非選擇題 17．在某星球上宇航員用彈 簧測力計(jì)提著質(zhì)量為 m的物體以加速度 a豎直上升，此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)為 F；若宇宙飛船在靠近該星球表面繞星球做勻速圓周運(yùn)動，而成為該星球的一顆衛(wèi)星，其環(huán)繞周期為 T，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，試求該星球的質(zhì)量． 解：由牛頓第二定律有 F－ mg＝ ma ① 設(shè)星球半徑為 R，在星球表面 有 mg＝ GMmR2 ② 設(shè)宇宙飛船的質(zhì)量為 m′，環(huán)繞星球表面運(yùn)行時有 GMm′R2 ＝ m′ （ 2π /T） 2R ③ 聯(lián)立①②③式解得 M＝ F－ ma3T416π 4m3G . 18．某小組的宇 航員乘坐航天飛機(jī)，去修理位于離地球表面 105 m 遠(yuǎn)的圓形軌道上的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 H，機(jī)組人員使航天飛機(jī) S進(jìn)入與 H相同的軌道時開始關(guān)閉推動火箭，而望遠(yuǎn)鏡則在航天飛機(jī)前方數(shù)公里處，如圖 3－ 3－ 9所示，設(shè) G為引力常數(shù)， ME為地球質(zhì)量．已知地球半徑為 106 m，地球表面重力加速度為 10 m/s2，試求： (1)在航天飛機(jī)內(nèi)，一質(zhì)量為 70 kg的宇航員的實(shí)際重量是多少？ (2)計(jì)算軌道上的重力加速度的值． (3)航天飛機(jī)需首先螺旋進(jìn)入半徑較小的軌道，才有較大的角速度以趕上望遠(yuǎn)鏡，航天飛機(jī)要進(jìn)入較低軌道應(yīng) 增加還是減小速度？為什么？ 圖 3－ 3－ 9 解： (1)由于航天飛機(jī)在軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動，地球?qū)τ詈絾T的引力充當(dāng)向心力，處于完全失重狀態(tài)，因此宇航員的重量為零． (2)航天飛機(jī)的軌道半徑 r＝ R＋ h＝ 106 m，質(zhì)量為 m 的物體，在軌道上滿足 mg′＝ GMmr2 而地球表面 mg＝ GMmR2 得 g′＝ R2r2g＝ 106 2 106 2 10 m/s2＝ m/s2. (3)要使航天飛機(jī)從較高軌道進(jìn)入較低軌道，只有減小速度使所需向心力小于地球?qū)λ囊?，使之做近心運(yùn)動，即可進(jìn)入較低軌道． 19． 2021年 9月我國成功發(fā)射“神舟七號”載人航天飛船．如圖 3－ 3－ 10所示為“神舟七號”繞地球飛行時的電視直播畫面，圖中數(shù)據(jù)顯示，飛船距地面的高度約為地球半徑的1 R，地面附近的重力加速度為 g，設(shè)飛船、大西洋星繞地球均做勻速圓周運(yùn)動． 圖 3－ 3－ 10 (1)估算“神舟七號”飛船在軌道上運(yùn)行的加速度大小； (2)已知大西洋星距地面的高度約為地球半徑的 6倍，估算大西洋星的速率． 解： (1)設(shè)飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動的加速度為 a，飛船質(zhì)量為 m1，由萬有引力定律和牛頓第二定律得 GMm1R＋ h 2＝ m1a， h＝R20① 由物體在地球表面受到的萬有引力近似等于物體重力得 GMm0R2 ＝ m0g ② 由 ①② 式得 a＝ 400441g＝ . (2)設(shè)大西洋星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的速度 為 v、質(zhì)量為 m2，由萬有引力定律和牛頓第二定律，得 GMm2R＋ h 2＝m2v2R＋ h ， h′＝ 6R③ 由 ②③ 式得 v＝ gR7 .
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