一輪考點(diǎn)復(fù)習(xí)學(xué)案第五章第二節(jié)宇宙速度和宇宙航行

第二節(jié)宇宙速度和宇宙航行1．第一宇宙速度是指能環(huán)繞地球在最低圓形軌道上運(yùn)行的速度，約為7.9km/s。2．第二宇宙速度是指在地面上發(fā)射物體，使該物體能脫離地球引力作用，飛離地球所需的最小發(fā)射速度，約為11.2km/s。3．第三宇宙速度是指在地面上發(fā)射物體，使該物體能脫離太陽引力作用，飛出太陽系所需的最小發(fā)射速度，約為16.7km/s。例設(shè)地球質(zhì)量M＝5.89×1024kg，半徑R＝6.37×106km，引力常數(shù)G＝6.67×10－11N·m2/kg2，試推導(dǎo)第一宇宙速度?！窘馕觥啃l(wèi)星質(zhì)量為m，繞地線速度為v，衛(wèi)星離地球球心的距離為r，則有eq\f(GMm,r2)＝eq\f(mv2,r)所以v2＝eq\f(GM,r)。又由于人造衛(wèi)星是近地環(huán)繞速度，故可認(rèn)為r近似與R相等于是v2＝eq\f(GM,R)，從而v＝eq\r(\f(GM,R))＝7.9km/s。【答案】7.9km/s1．關(guān)于宇宙速度，下列說法正確的是()A．第一宇宙速度是能使人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小發(fā)射速度B．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度C．第二宇宙速度是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時近地點(diǎn)的速度D．第三宇宙速度是發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度2．如圖，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是()A．甲的向心加速度比乙的小B．甲的運(yùn)行周期比乙的小C．甲的角速度比乙的大D．甲的線速度比乙的大3．“嫦娥三號”探測器著陸是從15km的高度開始的，由著陸器和“玉兔”號月球車組成的“嫦娥三號”月球探測器總重約3.8t。主減速段開啟的反推力發(fā)動機(jī)最大推力為7500N，不考慮月球和其他天體的影響，月球表面附近重力加速度約為1.6m/s2，“嫦娥三號”探測器在1s內(nèi)()A．速度增加約2m/s B．速度減小約2m/sC．速度增加約0.37m/s D．速度減小約0.37m/s4．關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是()①速度一定等于7.9km/s②速度一定小于7.9km/s③速度一定大于7.9km/s④速度介于7.9～11.2km/s之間⑤它的周期是24h，且軌道平面與赤道平面重合⑥每一個地球同步衛(wèi)星離開地面的高度是一樣的A．①⑤⑥ B．②⑤⑥C．③④⑤ D．④⑤⑥5．(多選)已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是()A．衛(wèi)星距地面的高度為eq\r(3,\f(GMT2,4π2))B．衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C．衛(wèi)星運(yùn)行時受到的向心力大小為Geq\f(Mm,R2)D．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度6．(多選)如圖所示，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ，然后在Q點(diǎn)通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道Ⅱ，則()A．該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2km/sB．衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運(yùn)行速度大于7.9km/sC．在軌道Ⅰ上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度大于在Q點(diǎn)的速度D．衛(wèi)星在Q點(diǎn)通過加速實(shí)現(xiàn)由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ7．(多選)在完成各項(xiàng)任務(wù)后，“神舟十號”飛船于2013年6月26日回歸地球。如圖所示，飛船在返回地面時，要在P點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，Q為軌道Ⅱ上的一點(diǎn)，M為軌道Ⅰ上的另一點(diǎn)，關(guān)于“神舟十號”的運(yùn)動，下列說法中正確的有()A．飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過P的速度小于經(jīng)過Q的速度B．飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過P的速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過M的速度C．飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動的周期大于在軌道Ⅰ上運(yùn)動的周期D．飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過P的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過M的加速度8．(多選)某星球的第一宇宙速度為v，質(zhì)量為m的宇航員在這個星球表面受到的重力為G0，引力常量為G，則這個星球()A．半徑為eq\f(mv2,G0) B．質(zhì)量為eq\f(mv4,G0G)C．半徑為eq\f(G0v2,m) D．質(zhì)量為Gm9．如圖所示，我國發(fā)射的“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室已與“神舟十一號”飛船完成對接。假設(shè)“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對接，下列措施可行的是()A．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對接B．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對接C．飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時實(shí)現(xiàn)對接D．飛船