2023学年完整公开课版5宇宙航行三

宇宙航行人造卫星宇宙速度1、第一宇宙速度：(环绕速度）

V1=7.9km/s地球11.2km/s>v>7.9km/s2、第二宇宙速度：

(逃逸速度)V2=11.2km/sV3=16.7km/s3、第三宇宙速度：（脱离速度）→人造行星→人造天体人造卫星概念辨析发射速度和运行速度1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。r↗

v↘①宇宙速度均指发射速度②第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度例1、有关人造地球卫星的说法中正确的是： （）A．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小速度B．第一宇宙速度是近地圆轨道上人造卫星运行速度C．第一宇宙速度是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D．卫星环绕地球的角速度与地球半径R成反比答案：BC练习1：某行星质量为地球质量的1/3，半径为地球半径的3倍，则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（）

A．9倍B．1/3C．3倍D．1/9答案：B卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供:线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系：赤道轨道极地轨道倾斜轨道同步轨道自转轴人造卫星的轨道地球同步卫星地球同步卫星的特点：“五个一定”（1）周期一定：T=24h（2）高度一定:在赤道上空处（3）速率一定：线速度v＝3.1km／s（4）轨道平面一定：与地球赤道平面共面（5）自转方向一定：与地球自转方向一致例1、我国发射的“亚洲一号”地球同步通信卫星的质量为1.24t，在某一确定的轨道上运行.下列说法中正确的是 （）A．它定点在北京正上方太空，所以我国可以利用它进行电视转播B．它的轨道平面一定与赤道平面重合C．若要发射一颗质量为2.48t的地球同步通讯卫星，则该卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径大D．要发射一颗质量为2.48t的地球同步卫星，则该卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径小答案：B例2、人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有：（）A．轨道半径越大，速度越小，周期越长B．轨道半径越大，速度越大，周期越短C．轨道半径越大，速度越大，周期越长D．轨道半径越小，速度越小，周期越长答案：A练习2：火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆。已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比A.火卫一距火星表面较远B.火卫二的角速度较大C.火卫一的运动速度较大D.火卫二的向心加速度较大答案：C

练习3：如图所示，有三颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星a、b、c，它们的轨道半径之间的关系是ra=rb<rc，它们的质量关系是mc=mb<ma．则下列说法中正确的是A.它们的线速度大小关系是va=vb<vcB.它们所受到的向心力大小关系是Fc<Fb<FaC.它们的周期大小关系是Ta<Tb<TcD.它们的角速度大小关系是ωc>ωa=ωbabc答案：B练习4：如图，地球赤道上山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地球做匀速圆周运动。设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则A．v1>v2>v3B．v1<v2<v3

C．a1>a2>a3D．a1<a3<a2epq答案：D卫星的发射、回收和对接（1）卫星的发射速度要求大于或等于7.9km/s，小于11.2km/s。

（2）发射同步卫星一般采用变轨发射的方法。

先将卫星发射至距地面高度为h1的圆形近地的圆轨道上，在卫星经过A点时点火加速（喷气发动机工作）实施变轨进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的A，远地点为同步圆轨道上的B点），到达远地点时再次自动点火加速，进入同步轨道。两次点火过程都使卫星沿切线方向加速，并且点火时间很短。BA视频发射同步卫星发射卫星卫星的发射、回收和对接返回过程着陆过程人造卫星的超重和失重1、发射和回收阶段发射加速上升超重回收减速下降超重2、沿圆轨道正常运行只受重力a=g完全失重与重力有关的现象全部消失天平弹簧秤测重力液体压强计注意：无论哪种状态都是视重的变化，其重力不变。练习4：飞船在发射升空时，如果宇航员是站立的，则他的心血管系统受到何种影响？你认为宇航员采取什么资势为好？由于在发射升空过程中，人处于超重状态下，头部血压降低，足部血压升高，使大量血液淤积在下肢静脉中，严重影响静脉血的回流，使心脏输出血量不足，造成头部供血不足，轻则引起视觉障碍，重则可能导致意识丧失，所以宇航员采用平躺姿势为好。

宇宙飞船与空间站的对接空间站实际上就是一个载有人的人造卫星，那么，地球上的人如何登到空间站，空间站上的人又如何返回地面？这些活动都需要通过宇宙飞船来完成，这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的问题。

思考：能否把宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道上，再通过加速去追上空间站实现对接呢？不行，因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆轨道而无法与空间站对接。飞船首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适当位置时，再加速运行到一个椭圆轨道。通过控制轨道使飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的相切点，便可实现对接，如图所示.空间站飞船例6、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，飞船为了追上轨道空间站，可采取的方法是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B例7、根据观察，在土星外层有有一模糊不清环带，该环带有星云等物质构成，为了判断环带是土星的连续物还是小卫星群。可测出环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系，从而加以确定。对此下列判断正确的是：（）A.若v与R成正比，则环带是连续物B.若v2与R成正比，则环带是小卫星群C.若v与R成反比，则环带是连续物D.若v2与R成反比，则环带是小卫星群。连续物或卫星群的判断问题

本题是弄清连续物和小卫星群的特点，所谓连续物，就是说它是土星的一部分，跟土星应该有相等的角速度，则有：v=ωR；当是小卫星群时，在轨运行时万有引力全部提供向心力，则有：，由此可知选项AD正确。例8、两颗靠得很近的天体成为双星，它们都绕着两者连线上某点做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力而吸引在一起，以下说法正确的是

（

）

A．它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比

B．它们做圆周运动的线速度之比与其半径成反比

C．它们做圆周运动的半径与其质量成正比

D．它们做圆周运动的半径与其质量成反比D“双星”问题

宇宙中往往会有相距较近，质量可以相比的两颗星球，它们离其它星球都较远，因此其它星球对它们的万有引力可以忽略不计。在这种情况下，它们将各自围绕它们连线上的某一固定点O做同周期的匀速圆周运动。如图6所示，这种结构叫做双星．“双星”问题“双星”问题“双星”是由两颗绕着共同的中心旋转的