6.4 宇宙航行 （导学案）-格邦高中阶段2019-2020学年下学期高一物理必修2同步导学案

6.4　宇宙航行 导学案 自主学习 1．下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是(　　) A．第一宇宙速度又称为逃逸速度 B．第一宇宙速度的数值是11.2 km/s C．第一宇宙速度的数值是7.9 km/s D．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度 答案：C　 2．如图所示的三颗人造地球卫星，下列说法正确的是(　　) ①卫星可能的轨道为a、b、c　②卫星可能的轨道为a、c　 ③同步卫星可能的轨道为a、c　④同步卫星可能的轨道为a　 A．①③是对的　　 B．②④是对的 C．②③是对的 D．①④是对的 答案：B　 3．如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系， 下列说法正确的是(　　) A．根据v＝可知vA<vB<vC B．根据万有引力定律可知FA>FB>FC C．角速度ωA>ωB>ωC D．向心加速度aA<aB<aC 答案：C　 4．星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度．星球的第二宇宙速度v2与其第一宇宙速度v1的关系是v2＝v1.已知某星球的半径为r，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为(　　) A. 　　 B. C. D.gr 答案：C　 5．(多选)一颗在地球赤道上空运转的同步卫星，距地面高度为h，已知地球半径为R，自转周期为T，地面重力加速度g，则这颗卫星运转的线速度大小为(　　) A．(R＋h)　　　　B．R C. D. 答案：ABC　 6．(多选)地球同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星(　　) A．它能到达地球南极和北极的上空，且离地心的距离可按需要选择不同的值 B．它的环绕周期是24小时 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，且轨道是唯一确定的 答案：BD　 7．(多选)某近地卫星a的轨道与赤道共面共心，绕行方向与地球自转方向相同．b是地球的同步卫星．在相同时间内a、b两卫星转过的角度之比为8∶1.已知同步卫星的周期为24 h，卫星a、b都做圆周运动．则(　　) A．卫星a的周期为3 h B．卫星a与b的轨道半径之比为1∶2 C．卫星a与b的向心加速度之比为16∶1 D．卫星a与b受地球的引力之比为16∶1 答案：AC　 8．(多选)为查明某地的地质灾害，在第一时间紧急调动了8颗卫星参与搜寻．“调动”卫星的措施之一就是减小卫星环绕地球运动的轨道半径，降低卫星运行的高度，以有利于发现地面(或海洋)目标．下面说法正确的是(　　) A．轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小 B．轨道半径减小后，卫星的环绕速度增大 C．轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小 D．轨道半径减小后，卫星的环绕周期增大 答案：BC　 9.已知某星球的半径为R，在该星球表面航天员以速度v0水平抛出的小球经过时间t落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，不计一切阻力，忽略星球的自转，引力常量为G.求： (1)该星球的质量； (2)该星球的第一宇宙速度． [解析]　(1)平抛物体的速度垂直斜面，由运动规律：v0＝vytan θ，vy＝gt 星球表面：G＝mg 解得M＝. (2)星球表面转动的卫星m′g＝m′ 解得v＝. [答案]　(1)　(2) 10.如图所示，A是地球同步卫星，另一个卫星B的圆轨道位于赤道平面内，距离地面高度为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)卫星B的运行周期是多少？ (2)如果卫星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)，求至少再经过多长时间，它们再一次相距最近？ [解析]　(1)由万有引力定律和向心力公式得 G＝m(R＋h) ① G＝mg ② 联立①②解得　TB＝2π. ③ (2)由题意得(ωB－ω0)t＝2π ④ 由③得　ωB＝ ⑤ 代入④得t＝. [答案]　(1)2π　(2) $$