D114.“嫦娥一号”卫星系列问题.ppt

“嫦娥一号”卫星 系列问题2,037. 2008届南通市第一次调研考试 8 050. 江苏省盐城市07-08学年度第二次调研考试9 gk006. 2008年高考物理广东卷 12 030. 扬州市07-08学年度第一学期期末调研试卷8 031. 上海市静安区07-08学年第一学期期末检测1 049. 西安市重点中学2008届4月份理综试题 6 011. 08届启东市第一次调研测试卷6 011. 08届启东市第一次调研测试卷13 025. 上海市黄浦区08年1月期终测评卷21 026. 07-08学年度徐州市六县一区摸底考试13 039. 08年深圳市第一次调研考试16 027. 盐城市07/08学年度第一次调研考试 16 038. 08年广东佛山市教学质量检测（一）17 040. 江苏淮安市0708学年度第一次调查测试14 046. 南京市2008届第一次模拟考试16 062. 北京市海淀区二模反馈题24,“嫦娥一号”卫星系列问题2,037.2008届南通市第一次调研考试 8,8如图所示，“嫦娥一号”探月卫星进入月球轨道后，首先在椭圆轨道上运动，P、Q两点是轨道的近月点和远月点，是卫星绕月做圆周运动的轨道，轨道和在P点相切，关于探月卫星的运动，下列说法正确的是 ( ) A.卫星在轨道上运动周期大于在轨道上运动的周期 B.卫星由轨道进入轨道必须要 在P点减速 C.卫星在轨道上运动时，P点的 速度小于Q点的速度 D.卫星在轨道上运动时，P点的 加速度小于Q点的加速度,A B,050.江苏省盐城市07-08学年度第二次调研考试9,9“嫦娥一号”探月卫星发动机关闭，轨道控制结束，卫星进入地月转移轨道。图中MN之间的一段曲线表示转移轨道的一部分，P是轨道上的一点，直线AB过P点且和两边轨道相切。下列说法中正确的是 ( ) A卫星在此段轨道上，动能一直减小 B卫星经过P点时动能最小 C卫星经过P点时速度方向由P向B D卫星经过P点时加速度为0,B C D,gk006.2008年高考物理广东卷 12,12、右图是“嫦娥一号奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测，下列说法正确的是 （ ） A发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度 B在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关 C卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比 D在绕圆轨道上，卫星受地球 的引力大于受月球的引力,C,030.扬州市07-08学年度第一学期期末调研试卷8,8“嫦娥一号”是我国的首颗绕月人造卫星，以中国古代神话人物嫦娥命名，于北京时间2007年10月24日18时05分在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭将其成功送入太空，它的发射成功，标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步。假定地球、月亮都是静止不动，用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器。假定探测器在地球表面附近脱离火箭。用W表示探测器从脱离火箭处飞到月球过程中克服地球引力做的功，用Ek表示探测器脱离火箭时的动能，若不计空气阻力，则 ( ) AEk必须大于或等于W，探测器才能到达月球 BEk小于W，探测器也可能到达月球 CEk =W/2，探测器一定能到达月球 DEk=W/2，探测器一定不能到达月球,B D,解见下页,解：,探测器从脱离火箭处飞到月球过程中克服地球引力做功W，月球引力对探测器做正功W月，,由动能定理,Ek小于W，探测器也可能到达月球,由于月球引力远小于地球引力，所以W月 W, Ek=W/2，探测器一定不能到达月球,1、2007年10月24日我国自主研制的“嫦娥一号”月球探测卫星发射升空。“嫦娥一号”在绕月工作轨道的运动可视为匀速圆周运动，轨道半径为R（约等于月球半径）。此前曾有宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面，据上述信息可推出“嫦娥一号” 绕月运行的速率约为 。假设地球、月球都静止不动，卫星在近地轨道变轨后，靠惯性飞向月球，若卫星变轨时的动能小于卫星飞到月球过程中需要克服地球引力做的功，则探测卫星 （选填“可能”或“不可能”）到达月球。,031.上海市静安区07-08学年第一学期期末检测1,可能,049.西安市重点中学2008届4月份理综试题 6,对此，下列说法正确的是 ( ) A由于“刹车制动”，卫星在轨道上运动周期比在轨道上长 B虽然“刹车制动”，但卫星在轨道上运动周期比在轨道上短 C卫星在轨道上运动的速度 比沿轨道运动到P点（尚未制动） 时的速度更接近月球的第一宇宙速度 D卫星在轨道上运动的加速度 小于沿轨道运动到P点（尚未制动） 时的加速度,B C,011.08届启东市第一次调研测试卷6,6中国于2007年10月24日成功发射了第一颗环月卫星用来探测月球探测器先在近地轨道绕地球3周，然后进入月球的近月轨道绕月飞行，已知月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的1/6，月球半径约为地球半径的1/3，则下列说法正确的是( ) A探测器在月球表面做圆周运动的周期比在地球表面小 B探测器在月球表面做圆周运动的向心加速度比在地球表面大 C探测器在月球表面附近运行时的速度小于 7.9km/s D探测器在月球表面附近所受月球的万有引力小于在地球表面所受地球的万有引力,C D,解见下页,解：,A错,C对.,在月球表面和地球表面由F引=mg=ma容易看出B错D对.,011.08届启东市第一次调研测试卷13,13我国在2010年实现探月计划“嫦娥工程”同学们也对月球有了更多的关注 若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径； 若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回抛出点已知月球半径为r，万有引力常量为G，试求出月球的质量M月,解：,根据万有引力定律和向心力公式：,（1）,（2）,解(1)(2)得：,（3）,设月球表面处的重力加速度为g月，根据题意：,v0=g月t/2 （4）,（5）,解(4)(5)得：,（6）,025.上海市黄浦区08年1月期终测评卷21,21我国研制的“嫦娥一号”卫星升空后，分别在16小时、24小时（停泊轨道）、48小时（调相轨道）轨道上进行几次变轨后，摆脱地球束缚奔向月球，其中在停泊轨道上运行了三圈。目前正绕月飞行, 如图所示:,若“嫦娥一号”卫星质量为m（认为不变），在24小时椭圆轨道上运行时（仅受万有引力）。它在近地点B距地面高度为h1，速度为v1 ，加速度为a1 ，在远地点A距地面高度为h2，速度为v2 ，已知地球半径为R，求“嫦娥一号”卫星 （1）由远地点A点到近地点B点的过程万有引力所做的功。 （2）在远地点A点时的加速度a2 ，,解：,(1)根据动能定理，有,（2）设地球的质量为M，由牛顿第二定律得：,近地点：,远地点：,解得：,026. 07-08学年度徐州市六县一区摸底考试13,13.（8分）（1）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1/4，地球的第一宇宙速度约7.9 km/s. 月球的第一宇宙速度为 km/s. （2）“嫦娥1号”卫星于2007年11月5日11时许成功飞入了月球的怀抱。中国，从此有了第一个绕月飞行的航天器，开始了首次绕月飞行。“嫦娥1号”的环月工作轨道是圆形的，工作时“嫦娥1号”离月球表面200 km，问：“嫦娥1号”环月工作时的速度与月球第一宇宙速度哪个大？为什么？,解： (1),(2),所以,所以，“嫦娥1号”环月工作时的速度小于月球第一宇宙速度,039.08年深圳市第一次调研考试16,16（13分）“嫦娥一号”探月卫星在空中运动的简化示意图如下卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道已知卫星在停泊轨道和工作轨道运行半径分别为R和R1，地球半径为r，月球半径为r1，地表面重力加速度为g，月球表面重力加速度为求： （1）卫星在停泊轨道上运行 的线速度； （2）卫星在工作轨道上运行 的周期,（1）设卫星在停泊轨道上运行的线速度为v，卫星做圆周运动的向心力有地球对它的万有引力提供.,解：,得：,且有：,得：,（）设卫星在工作轨道上运行的周期为T，则有:,又有：,得：,027.盐城市07/08学年度第一次调研考试 16,16（10分）中国“嫦娥一号”绕月探测卫星完成三次近月制动后，成功进入周期T=127min、高度h=200km的近月圆轨道。 （1）已知月球半径为R=1.72106 mv, 求卫星在高度200km的圆轨道上运行的速度v和轨道处的重力加速度g。 （2）“嫦娥一号”轨道的近月点到月球球心的距离r近=193km,远月点到月球球心的距离r远=194km. 张明、王玉两同学利用不同方法分别计算出卫星经过近月点时速度v近、近月点到月球球心的距离r近和经过远月点时速度v远、远月点到月球球心的距离r远的关系.,(1),(2),由(1)、(2)得,请分别对这两个同学的计算方法作一评价，并估算从远月点到近月点卫星动能的增量。（卫星质量为1650kg，结果保留两位有效数字）,张明的方法：,王玉的方法：,得,解:（1）,由,得：,（2）张明的思路方法错误， 王玉的方法正确，但所列方程式是错误的。,由动能定理得 Ek=mg(r远r近) =16501.3(1.941.93)105=2.1106(J) ,题目,038.08年广东佛山市教学质量检测（一）17,17（16分）“嫦娥一号”探月卫星与稍早前日本的“月亮女神号”探月卫星不同，“嫦娥一号”卫星是在绕月极地轨道上运动的，加上月球的自转，因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面。12月11日 “嫦娥一号”卫星CCD相机已对月球背面进行成像探测，并获取了月球背面部分区域的影像图。卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H，绕行的周期为TM；月球绕地公转的周期为TE，半径为R0。地球半径为RE，月球半径为RM。试解答下列问题：,（1）若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响，试求月球与地球质量之比； （2）当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直，也与地心到月心的连线垂直（如图所示）。此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片，此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间？已知光速为c。,解：,（1）由牛顿第二定律得,万有引力定律公式为：,月球绕地公转时由万有引力提供向心力，故,同理，探月卫星绕月运动时有：,由两式联立解得：,（2）设探月极地轨道上卫星到地心的距离为L0,则卫星到地面的最短距离为L0- RE，由几何知识得：,故将照片发回地面的时间,题目,040.江苏淮安市0708学年度第一次调查测试14,14（12分）我国已启动“嫦娥工程”，并于2007年10月24日成功发射绕月运行的探月卫星“嫦娥号” 设该卫星可贴近月球表面运动且轨道是圆形的，已知地球半径约是月球半径的4倍，地球质量约是月球质量的81倍，地球近地卫星的周期约为84min，地球表面重力加速度g取10m/s2，求： （1）绕月表面做匀速圆周运动的“嫦娥号”，其运动周期约是多大？ （2）设想宇航员在月球表面上做自由落体实验，某物体从离月球表面20m处自由下落，约经多长时间落地？,解：（1）,设地球质量为M，半径为R，近地卫星的质量为m， 周期为T0，它受地球的万有引力提供向心力，则,设月球质量为M1，半径为R1，探月卫星的质量为m1， 周期为T1，它受月球的万有引力提供向心力，则,T1=94.5min,(2)设地球表面重力加速度g，月球表面重力加速度g1， 自由下落高度为h，,题目,046.南京市2008届第一次模拟考试16,16（11分）图示是我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”过程简图“嫦娥一号”进入月球轨道后，在距离月球表面高为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动 （1）若已知月球半径为R月，月球表面的重力加速度为g月，则“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为多少？ （2）若已知 ， 则近月卫星的运行速度约为近地卫星 运行速度的多少倍？,解：,（1）设“嫦娥一号”环绕月球运行的周期是T， 根据牛顿第二定律得,解得,（2）对于靠近天体表面的行星或卫星有，,由 知，,将 代入计算，可知,即近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的 倍,题目,062.北京市海淀区二模反馈题24,24如图所示为我国“嫦娥一号卫星”从发射到进入月球工作轨道的过程示意图。在发射过程中，经过一系列的加速和变轨，卫星沿绕地球“48小时轨道”在抵达近地点P时，主发动机启动，“嫦娥一号卫星”的速度在很短时间内由v1提高到v2，进入“地月转移轨道”，开始了从地球向月球的飞越。“嫦娥一号卫星”在“地月转移轨道”上经过114小时飞行到达近月点Q时，需要及时制动，使其成为月球卫星。之后，又在绕月球轨道上的近月点Q经过两次制动，最终进入绕月球的圆形工作轨道I。已知“嫦娥一号卫星”质量为m0，在绕月球的圆形工作轨道I上运动的高度为h，月球的半径r月，月球的质量为m月，万有引力恒量为G。 （1）求“嫦娥一号卫星”在绕月球圆形工作轨道运动时的周期；,（2）理论证明，质量为m的物体由距月球无限远处无初速释放，它在月