6.5 宇宙航行（学案）-【成才之路】2020-2021学年高中新课程物理同步学习指导（人教版必修2）

物理 （必修 2·人教版）　 同,A 错;据GMm r2 = mr 4π 2 T2 得 T = 2π r 3 GM ,因此行星的周期均大于地球 的公转周期,B 错;由 a = GM r2 可知 r 越小,a 越大,C 正确;由GMm r2 = m v 2 r 得 v = GM r ,r 越小,v 越大,D 错。 对点训练 2:A　 由 T = 2π r 3 GM 知选项 A 正确;由 v = GM r 知,选 项 B 错误;由 an = GM r2 知,选项 C 错误;由 ω = GM r3 知,选项 D 错误。 课堂达标检测 1. ABD　 由 G Mm (R + H)2 = m 4π 2 T2 (R + H),可得:M = 4π 2 (R + H)3 GT2 ,选项 A 可求出;又根据 ρ = M 4 3 πR3 ,选项 B 可求出;根据 v = 2π(R + H) T ,选 项 D 可求出;由于飞船的质量未知,所以无法确定飞船的向心力。 2. D　 由 G Mm (R + h)2 = m 4π 2 T2 (R + h),又 T = t n , 得:M = 4π 2 n2 (R + h)3 Gt2 ,由 ρ = M V ,V = 4 3 πR3 得:ρ = 3πn 2 (R + h)3 Gt2 R3 ,故选项 D 正确。 3. C　 根据万有引力提供圆周运动向心力有:GMm r2 = m(2π T )2 r = m v 2 r = mrω2 = ma 可得:公转周期 T = 4π 2 r3 GM ,火星的轨道半径大于地球,故 其公转周期大于地球,故 A 错误;公转速度 v = GM r ,水星的轨道半 径小于地球,故其公转速度大于地球,故 B 错误;公转角速度 ω = GM r3 ,木星的公转轨道大于地球,故其公转角速度小于地球,故 C 正 确;向心加速度 a = GM r2 ,金星的轨道半径小于地球的轨道半径,故金星 的向心加速度大于地球的向心加速度,故 D 错误。 第五节　 宇宙航行 课前预习反馈 　 　 知识点 1:1. 初速度　 人造地球卫星　 2. 匀速圆周　 万有引力 m v 2 r 　 　 知识点 2:7. 9　 匀速圆周运动　 11. 2　 地球　 16. 7　 太阳　 最小 　 　 知识点 3:苏联　 月球　 杨利伟　 翟志刚　 王亚平 判一判　 (1)√　 (2) × 　 (3) × 　 (4)√　 (5)√ 选一选 　 　 C　 卫星在圆形轨道上运动的速度 v = G M r 。 由于 r > R,所以 v < G M R = 7. 9 km / s,C 正确。 想一想 　 　 正确。 解析:万有引力提供向心力 G Mm R2 = m 4π 2 T2 R 又 G Mm R2 = mg 得 Tmin = 2π R月 g月 = 2π 1 4 R地 1 6 g地 = 2π 3R地 2g地 = 2π 3 × 6. 4 × 10 6 2 × 9. 8 s = 6. 2 × 103 s≈1. 72 h。 环月卫星最小周期约为 1. 72 h,故该报道是则假新闻。 课内互动探究 　 　 思考讨论 1:提示:(1) 卫星的向心力是由地球的万有引力提供,故 所有卫星的轨道平面都经过地心;(2) 由 G Mm r2 = m v 2 r = mω2 r = m 4π 2 T2 r 可知,卫星的线速度、角速度、周期等与其轨道半径有关。 　 　 典例试做 1:AC　 a、c 的轨道相交于 P,说明两颗卫星的轨道半径相 等,根据 G Mm r2 = ma 可知,a、c 的加速度大小相等,且大于 b 的加速度,选 项 A 正确。 根据 G Mm r2 = mω2 r 可知,b 的角速度小于 a、c 的角速度,选项 B 错误。 根据 G Mm r2 = m v 2 r 可知,a、c 的线速度大小相等,且大于 d 的线 速度,选项 C 正确。 由于 a、c 的轨道半径相等,周期相等,不存在相撞危 险,选项 D 错误。 对点训练 1:C　 地球卫星围绕地球做匀速圆周运动,圆心是地球的 地心,所以凡是地球卫星,轨道面必定经过地球中心,所以 a、b 均可能是 卫星轨道,c 不可能是卫星轨道,故 A、B 错误,C 正确;同步卫星的轨道 必定在赤道平面内,所以 b 不可能是同步卫星,故 D 错误。 思考讨论 2:提示:(1)轨道越低的卫星,更容易发射,故近地卫星最 容易发射,发射后不需要升空,因此近地卫星的环绕速度与其发射速度 相等;(2)第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度,根据万有引力提供 向心力,求出近地卫星的环绕速度即可。 　 　 典例试做 2:(1) 2v0 t 　 (2) 2v0 R t 解析:(1)根据竖直上抛运动的特点可知 v