7.4 宇宙航行（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（人教版2019）

星的周期均大于地球的公转周期，B错误：由G"”=ma得 行的周期及月球到地球的距离或知道人造地球卫星在地而 附近绕行的速度和周期，均可计算出地球的质量，B、C均正 a=Gm,r越小，a越大，C正确：由mm=m得 确：由mg=GR,得M-R, ,若不考虑地球自转，已知地 球半径及重力加速度，便可计算出地球的质量，D正确。 Gm生，r越小，v越大D错误。 二、 2.选ABD因卫星运动的向心力是由它们所受的万有引力提1.选BD根据万有引力定律和牛频第二定律可得GMm= 供的，即F。=GMm,则由题意b所需向心力最小，A正确； 3xR3·。.解得0一35·A错误，B正确：由 由60-mr(停)得T=2√即r越大，T趋大，所以 r 于Gm-mg,联立可得g一，C错误D正确。 R b.c的周期相等且大于a的周期，B正确：由GMm=ma,得2.选AB探测器在近火星圆轨道和近地球圆轨道微圆周运 r2 a.=G,所以hc的向心加速度大小相等且小于4的向心 动，根搭=，可知一若巴知架测器在近火星国轨 道和近地球圆轨道的速率比和周期比，则可求得深测器的运 尔建度，C婚误：由_g得√，所以6c的线 行半径比；又由于探测器在近火星國轨道和近地球圆轨道运 行，轨道半径比近似等于火星和地球的半径比，故A正确； 速度大小相等且小于α的线速度，D正确。 新知学习（三） 根搭万有引力捉供向心力，有G以=m号，可得M=气 G [例1]选A设星球A的质量为MA,星球B的质量为MB, 结合A选项分析可知可以求得火星与地球的质量之比，故B 两星球转动的角速度为ω，据万有引力提供向心力得，对A, 正确：由于探测器运行的周期之比不是火星或地球的自转周 GM,M=M,o'R4,对B,GM,M=M0'Ra,其中T=2红 期之比，故不能求得火星和地球的自转角速度之比，故C错 L L 误；由于题目中我们只能求出火星与地球的质量之比和星球 -R,+B,解得T√G平M,+M。-。 4πL3 半径之比，根据现有条件不能求出火星与地球的公转轨道半 GT,故 径之比，故D错误。 当双星的质量一定，双星之间的距离减小时，其转动周期减 第4节宇宙航行 小，A正确，D错误：双星靠相互间的万有引力提供向心力 根据牛顿第三定律知向心力大小相等，B错误：双星是同轴 落实必备知识 转动模型，其角速度相等，根据=wr,AO>OB得v4>vg, [预读教材] C错误。 [例2]选A假设每颗小星的质量为m,母星的质量为M, 等边三角形的边长为a,则小星绕母星运动轨道半径为r=1.匀速圆周 万有引力N Gn地 2.7.9 匀速圆周运动 3a,根据万有引力定律，两颗小星间的万有引力F=Gmm. V 11.2地球16.7太阳 a 二、 母星与任意一颗小星间的万有引力为9F=G Mm,解得1.人造地球卫星2.我国3.1)36000 (2)相同 4.0相同 [情境创设] M=3m,故C、D错误；根据受力分析可知，每颗小星受到其！1.(1)/(2)×(3)×(4)/(5)× 余两颗小星和一颗母星的引力，其合力指向母星以提供向心 2.(1)× (2)/(3)/(4)/(5)× 力，即每颗小星受到的万有引力为F万=2Fc0s30°十9F= 强化关键能力 (√3十9)F,故A正确，B错误。 新知学习（一）… [针对训练] 1.选B设A、B两天体的轨道半径分别为r2,质量分别为 [奥例]选B由G=m发得V受又总- mA、B,两者做圆周运动的周期相同，均为T,对两天体，由 万有引力提供向心力可得Gmm=m,(票)）1，Gm R一 R地 子，故月球和地球的第一宇宙速度之比 d/2 V地 1、4 2 =m:(凭)r2,其中d=n十r,联立解得m十m _4π 0骅'。0=1X8N NM GT ·R 1.8km/s,即该探月卫星绕月运行的最大速率约为 故选B。 M_5GM 1.8km/s,因此B项正确 2.选A根据万有引力定律得Fp=G R+G ,故针对训练] 4R2 GM A正确；根搭牛领第二定#得下，=M只，解得√， 5GM 1,选CD根据V 可知，卫星的轨道半径r越大，即距离 地面越远，卫星的环绕速度越小，，=7.9km/s是人造地球 故B错误：由T-2得T=k√故C错误：由F 卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，A错误，D正确；我 国发射的“天问一号”火星探测器，仍在太阳系内，所以其发 =M,可得a=5GM 4R2 故D错误。 射速度小于第三宇宙速度，B错误；第二宇宙速度是在地面 附近使物体挣脱地球引力束缚而成为绕太阳运行的人造行 浸润学科素养和核心价值 星的最小发射速度，C正确。 2.选A地球的第二宇宙速度是物体脱离地球引力束缚的最 1.选BCD地球绕太阳运行时，中心天体为太阳，不可以计算 小发射速度，火星探测器需要脱离地球引力