第7章 宇宙航行 （基础梳理+重点突破+课后练习）—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册讲义

宇宙航行 基础梳理 1、宇宙速度 1、宇宙第一速度推导：一般情况下，地球对近地卫星的引力等于卫星受到的重力，设卫星的质量为m，地球的半径为R，卫星绕地球的线速度为v，所以由重力提供向心力得： mg=m，变形得：，代入数据得：v=7.9km/s。 所以地球的第一宇宙速度（环绕速度）为：7.9km/s。是人造卫星环绕地球运动的最大速度，也是人造卫星的最小发射速度。 2、地球第二宇宙速度（脱离速度）：11.2 km/s，在地面上发射的物体，使之能够脱离地球的引力，而成为围绕太阳运动的人造行星或者围绕其它行星运动的人造卫星的最小发射速度。 3、地球第三宇宙速度（逃逸速度）：16.7 km/s，在地面上发射的物体，使之能够脱离太阳的引力束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间的最小发射速度。 【例1】关于第一宇宙速度，下列说法正确的是 (　　) ①它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 ②它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最小速度 ③它是人造卫星绕地球飞行的最大速度 ④它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大速度。 A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 答案：B 解析：宇宙第一速度是发射人造卫星的最小速度，同时也是人造卫星环绕地球运动的最大速度，所以②③正确，故选B。 【变式1】从1999年至2005年，在五年多的时间内，我国已成功发射了六艘“神舟”号宇宙飞船，并实现中国两次载人航天飞行，标志着我国载人航天事业取得了新进展。若飞船在绕地球的轨道上作匀速圆周运动，则运行速度v的大小（　　） A．v＜7.9km/s B．v=7.9km/s C．7.9km/s＜v＜11.2km/s D．v=11.2km/s 答案：A 解析：近地轨道卫星的绕地球飞行速度为7.9km/s，而神舟号飞船的轨道半径大于地球的半径，根据卫星运动规律可知，轨道半径越大，速度越慢，所以，神舟号飞船的运行速度v＜7.9km/s，故选A。 【变式2】已知某星球的平均密度是地球的n倍,半径是地球的k倍,地球的第一宇宙速度为v,则该星球的第一宇宙速度为　(　　) A.　　　　　 　B.v C. D. 答案：B 解析：由,得，将代入,可得所以该星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的，选项B正