2012高一物理课件：第三章 第三节 飞向太空 (粤教版必修2)

第三节飞向太空一、火箭1．人造卫星的发射7.911.2(1)要成为地球的人造卫星，发射速度必须达到_____km/s，要成为太阳的人造卫星，发射速度必须达到_____km/s.(2)发射人造卫星需借助速度推进工具——火箭．2．发射卫星的火箭反作用力(1)原理：利用燃料燃烧向后急速喷出气体产生的_________，使火箭向前射出．(2)组成：主要由______和______两部分组成，壳体内能运载弹头、人造卫星、空中探测器等物体，燃料部分有氧化剂和燃烧剂．壳体燃料二、遨游太空苏联“神舟五号”1．1957年10月4日，_____发射了第一颗人造地球卫星．2．2003年10月15日，我国______________宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把我国第一位航天员________送入太空，成为继苏联、美国后，第三个依靠自己的力量将宇航员送上太空的国家．杨利伟[遨游太空]我国首个空间实验室“天宫一号”于2011年9月29日发射升空．按计划与“神舟八号”、“神舟九号”和“神舟十号”进行无人和有人对接，实现我国航天器空间对接技术．“神舟八号”于2011年11月1日凌晨发射，这次发射的主要任务是与“天宫一号”对接……你对“天宫一号”了解多少？图3－3－1答案：“天宫一号”是目前我国研制的最大的载人航天器．全长10.4米，最大直径3.35米，起飞质量约8.5吨，设计在轨寿命两年……“神舟”八号与“天宫一号”从对接机构接触开始，经过捕获、缓冲、拉近、锁紧四个步骤实现刚性连接，形成组合体，我国载人航天首次空间交会对接试验获得成功……三、空间探测器水手2号1．1962年美国发射了“___________”探测器，第一次对金星进行了近距离的考察．伽利略号2．1989年美国宇航局发射的“____________”探测器飞行6年到达木星．勇气号机遇号3．2003年美国“________”与“________”探测器分别发射成功，于2004年登陆火星．要点1多级火箭的发射过程1．在现代技术条件下，一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度，发射卫星要用多级火箭．2．多级火箭发射过程图3－3－2(1)火箭起飞时，第一级火箭的发动机“点火”，推动各级火箭一起前进．(2)当第一级的燃料燃尽后，第二级火箭开始工作，并自动脱掉第一级火箭的外壳．(3)第二级火箭在第一级火箭基础上进一步加速，以此类推，最终达到所需要的速度．【例1】2011年11月1日我国成功发射“神舟八号”飞船，飞船随火箭一起离开发射塔飞向天空，并与此前发射的“天宫一号”实现交会对接，下列表述中错误的是()A．飞船在升空过程中受到平衡力的作用B．火箭推力对飞船做了功C．飞船的动能和势能不断增加D．燃料的化学能最终会转化成为火箭的机械能以B、C、D选项都正确．答案：A解析：火箭发射分三个阶段，即加速飞行段、惯性飞行段和最后加速段，故A选项是错误的；根据初中所学的知识，推力做了功，并且在这个过程中速度和高度都增加，所以动能和势能都增大，在这个过程中，机械能来自于燃料的化学能，所1．2010年10月1日巨型运载火箭将“嫦娥二号”卫星平地托起，送入天空．火箭在加速上升过程中，机械能()A．增大C．不变B．减小D．不确定A要点2卫星变轨问题以“神舟八号”与“天宫一号”的对接为例说明卫星变轨问题．根据圆周运动原理：当提供向心力的力大于物体做圆周运动所需要的向心力时，物体将做向心运动；反之，物体将做离心运动．“神舟八号”与“天宫一号”对接时，由于“天宫一号”已经在固定的轨道上做圆周运动，这样“神舟八号”只能在低轨道加速，这样就导致所需要的向心力大于万有引力，“神舟八号”做离心运动，且此时“神舟八号”的轨道半径小，周期小，能追上“天宫一号”从而实现对接．【例2】宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上空间站，可以采取的方法是()A．飞船加速直到追上空间站，完成对接B．飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接C．飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接D．无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接解析：宇宙飞船做圆周运动的向心力由地球对其施加的万的空间站，直接加速会导致飞船轨道半径增大，无法对接；飞船若先减速，它的轨道半径减小，但速度增大了，故在低轨道上飞船可接近或超过空间站，当飞船运动到合适的位置后再加速，则其轨道半径增大，同时速度减小，当刚好运动到空间站所在轨道处时停止加速，则飞船的速度刚好等于空间站的速度，可完成对接；若飞船先加速到一个较高轨道，其速度小于空间站速度，此时空间站比飞船运动快，当两者相对运动一周后，使飞船减速，轨道半径减小又使飞船速度增大，仍可追上空间站，但这种方法易造成飞船与空间站碰撞，不是最好办法．综上所述，应选B.有引力提供，由牛顿第二定律有GMmR2＝mv2R，想追上同轨道上答案：B2．某人造地球卫星因受高空稀薄气体的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变．某次测量中卫星的轨道半径为r1，后来变为r2，且r1r2.以v1、v2分别表示卫星在这两个轨道的速度，)T1、T2分别表示卫星在这两个轨道绕地球运动的周期，则有(A．v1v2，T1T2B．v1v2，T1T2C．v1v2，T1T2D．v1v2，T1T2解析：由于万有引力提供向心力，则由GMmr2＝mv2r得v＝GMr，显然，随着卫星轨道半径r的变小，其速度v必然增大，故v1v2.又由GMmr2＝m4π2rT2得T＝2πr3GM，显然，随着卫星的轨道半径r的变小，其运行周期T必然变小，即T2T1.答案：A3．(双选)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图3－3－3所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是()图3－3－3A．卫星在轨道3上的运行速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度解析：由于万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，则有GMmr2＝mv2r＝mω2r，所以v＝GMr、ω＝GMr3.由图可得轨道半径r1r3，则v1v3、ω1ω3，A错B对；Q点是圆周轨道1与椭圆轨道2的相切点，由于万有引力提供向心力，则有GMmr2＝ma向，所以a向＝GMr2.显然，卫星在经过圆周轨道1上的Q点和在经过椭圆轨道2上的Q点时具有的向心加速度均为a向＝GMr2，C错；同理可得D对．答案：BD