宇宙航行,经典力学的局限性

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1、.第五节宇宙航行第六节经典力学的局限性5分钟训练(预习类训练，可用于课前)1．地球对周围的物体有________的作用，因而抛出的物体要________.但是，抛出物体的初速度越大，物体就会飞得越________.如果没有________，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，将围绕地球运转，成为一颗绕地球运动的________.答案：万有引力落回地面远阻力人造地球卫星2．第一宇宙速度的表达式是________或________.要使人造地球卫星绕地球运行，它进入地面附近的轨道速度必须等于或小于________km/s，要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，成为人造行星，必

2、须使它的速度等于或大于________km/s，要想使它飞到太阳系以外的地方去，它的速度必须等于或大于________km/s.答案：v=v=7.911.216.73．在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变而改变，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而增大，即m=________.答案：4．相对论和量子力学的出现，并不说明经典力学失去了意义，它只说明它有一定的适用范围，只适用于________运动，不适用于________运动；只适用于________世界，不适用于________世界.答案：低速高速宏观微观10分钟训练(强化类训练，可用于课中)1．试图发射一颗绕

3、地球做圆周运动的卫星，设地球半径为6400km，地球表面的重力加速度为9.8m/s2，下列设想中可以实现的是（）A．环绕速度为9.7km/sB．环绕速度为6.5km/sC．周期为12hD．周期为1h解析：卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力是地球对卫星的引力，有G和r得v=，T=由上述表达式看出，r越小，v越大，T越小．当r近似为地球半径R时，v最大，T..最小．在地球表面，有G=mg,GM=R2g，所以vmax==7.9km/sTmin=2πR=85min,即绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度为7.9km/s，最短周期为85min.答案：BC2．两颗人造地球卫星都在圆形轨道上

4、运行，它们的质量相等，轨道半径之比=2，则它们动能之比等于（）A.2B.C.D.4解析：人造地球卫星绕着地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式得：G，可得到：v=，又因为轨道半径之比=2，所以速度之比，卫星的质量相等，那么卫星的动能之比为：=，所以正确选项为C.答案：C3．一个围绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则…（）A．根据公式v=ωr可知，卫星运动的线速度将增大为原来的2倍B．根据公式F=m可知，卫星所需的向心力将减小到原来的C．根据公式F=G可知，地球提供的向心力将减小到原来的D．根据F=和F=G可

5、知，卫星运动的线速度将减小到原来的解析：地球的引力充当向心力，即有F=G,r′=2r，故F′=，C选项正确.又因为G..,v=,r′=2r,v′=v，故D选项也正确.而从F=看，F′=m·，B选项错误.v=ωr，r变化，ω变化，A选项错误.答案：CD4．由于阻力的原因，人造卫星绕地球做匀速圆周运动的半径逐渐减小，则下列说法正确的是（）A．运行速度变大B．运行周期减小C．需要的向心力变大D．向心加速度减小解析：此题属于一个天体在空中绕另一个天体做匀速圆周运动.设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，运行周期、线速度和角速度分别为T、v、ω.根据牛顿第二定律得：G=mω2r=

6、r解得v=;ω=;T=向心加速度a===ω2r=r需要的向心力等于万有引力提供的向心力F需=G根据轨道半径r逐渐减小，可以得到v、ω、a、F需都是增大的；而周期T是减小的.分析天体问题的加速度一般根据a=F/m来求；v=；ω=和T=三个表达式成立的条件是：一个天体在空中绕另一个天体做匀速圆周运动，且是万有引力提供向心力.答案：ABD5．一个静止质量为m0=1kg的物体，与地球一起绕太阳公转的速度是v=30km/s，则相应的惯性系中测得该物体的质量为多少?解析：m=kg=1.00000005kg.由此可知，对于低速运动的物体，质量的变化完全可以忽略不计...答案：1.00000

7、005kg30分钟训练(巩固类训练，可用于课后)1．设环绕土星表面飞行的宇宙飞船速度是环绕地球表面飞行的宇宙飞船速度的3倍，土星半径为地球半径的10倍，则土星的质量是地球质量的（）A．0.3倍B．30倍C.90倍D．900倍答案：C2．地球半径为R，地面上重力加速度为g，在离地面高度为R的高空绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的线速度大小可能是（）A.B.C.D.答案：C3．在土星外围存在一个模糊不清的圆环．以前，土星环通常被看作是土星上的一个或几个扁平的固体物质盘．直到1856年，英国物理学家麦克斯韦从理