33飞向太空-x.ppt

;;;一、火箭与人造卫星 1.人造卫星 人造卫星要进入飞行轨道必须有足够大的速度.发射速度大于7.9 km/s可进入绕地球飞行的轨道，成为人造地球卫星；发射速度等于或大于11.2 km/s可成为太阳的人造行星或飞到其他行星上去. 2.三级火箭 (1)一级火箭最终速度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)三级火箭的工作过程 火箭起飞时,第一级火箭的发动机“点火”,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,以此类推…… 由于各级火箭的连接部位需大量附属设备,这些附属设备具有一定的质量,并且级数越多,连接部位的附属设备质量越大,并且所需的技术要求也相当精密,因此,火箭的级数并不是越多越好,一般用三级火箭. (3)火箭发射卫星示意图; 提醒：(1)早期火箭技术是由我国发明的. (2)我国现在发射神舟系列飞船及嫦娥系列探测器主要应用的是“长征”系列运载火箭. 【典例1】探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( ) A．轨道半径变小 B．向心加速度变小 C．线速度变小 D．角速度变小;【规律方法】人造卫星运动规律巧析在讨论有关卫星的运动规律时，关键要明确向心力、轨道半径、线速度、角速度、周期和向心加速度彼此影响、互 相联系，只要其中一个量确定了，其他的量也就不变了；只要一个量发生了变化，其他的量也随之变化，不管是定性分析还是定量计算，必须抓住卫星运动的特点，万有引力提供卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力，由 求出相应物理量的表达式即可讨论或求解，需要注意的是a、v、ω、T、an均与卫星质量无关. 【变式】(双选)火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍.根据以上数据，正确的是( ) A.火星表面重力加速度的数值比地球表面小 B.火星公转的周期比地球的长 C.火星公转的线速度比地球的大 D.火星公转的向心加速度比地球的大 【变式】已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍.若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为( ) A.6小时 B.12小时 C.24小时 D.36小时;二、空间探测器与卫星(或宇宙飞船)的变轨问题 1.空间探测器简介 目前的载人航天还仅仅局限于地月系统．由于进行太空航行需要通过极长的距离，花费极长的时间，载人航行所需的技术条件要求极高，目前难以实现，因此进行深空探测，需要利用空间探测器． 1989年，美国宇航局发射“伽利略号”探测器飞行六年到达木星，对木星进行了长达七年的考察，见证了“彗木大碰撞”的辉煌，向人们发回了许多宝贵资料． 2003年6月与7月，美国的“机遇号”与“勇气号”火星探测器分别成功发射，其中“机遇号”登火星后失去联系，“勇气号”于2004年1月登陆火星成功． 2.卫星(宇宙飞船)的变轨问题 卫星(宇宙飞船)在运行过程中,中心天体对卫星(宇宙飞船)的万有引力充当向心力. (1)当万有引力恰好提供向心力时,卫星(宇宙飞船)在原轨道上运动. (2)当万有引力小于所需要向心力时,卫星(宇宙飞船)做远离中心天体的运动. (3)当万有引力大于所需要向心力时,卫星(宇宙飞船)做靠近中心天体的运动.;【典例2】宇宙飞船在轨道上运行，由于地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一交点，通知宇航员某一时间飞船有可能与火箭残体相遇.宇航员随即开动飞船上的发动机使飞船加速，脱离原轨道，关于飞船的运动，下列说法正确的是( ) A.飞船高度降低 B.飞船高度升高 C.飞船周期变小 D.飞船的向心加速度变大 【规律方法】巧解天体运动问题 (1)建立模型 不管是自然天体(如：地球、月球等)还是人造天体(如：卫星、飞船等)，只要它们是在绕某一中心天体做圆周运动，就可以将其简化为质点的匀速圆周运动模型. (2)列方程求解 根据中心天体对环绕天体的万有引力提供向心力，列出合适的向心力表达式进行求解.F向=F万=ma=mg=;(3)巧用“黄金代换GM=gR2” 若不知天体的质量M但知道其表面的重力加速度g，则可利用物体在天体表面的重力等于万有引力，列出方程 继而“GM=gR2”，用“gR2”替代“GM”，将问题简单化. 【变式】(双选)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫