高中物理 宇宙航行二学程导航 新人教版必修2.doc

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1、宇宙航行二（课堂）自主学习一．人造地球卫星中的超失重问题当卫星进入轨道前加速的过程中，卫星上的物体（包括卫星本身）处于超重状态，此情景与“升降机”中物体的超重相同。当卫星进入轨道后正常运转时，卫星上的物体处于完全“失重”状态（因为重力刚好提供向心力），因此，在卫星上的仪器，凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用。【例1】某一物体在地球表面时，由弹簧测力计测得重160N，把此物体放在航天器中，若航天器以加速度（为地球表面的重力加速度）垂直地面上升，这时再用同一弹簧测力计测得物体的重力为90N，忽略地球自转的影响，已知地球半径R

2、，求此航天器距地面的高度。二．人造地球卫星的变轨问题当卫星由于某种原因速度发生改变时，受到的万有引力和需要的向心力不再相等，卫星将偏离原轨道运动。当时，卫星做近心运动，其轨道半径减小，速度越来越大。反之，当时，卫星做离心运动，其轨道半径增加，速度越来越小。注意不能通过判断卫星如何变轨，因为变轨过程中卫星的速度改变，但是待卫星再次达到稳定状态时，仍有成立。【例2】关于航天飞机与空间站对接问题，下列说法正确的是（）A．先让航天飞机与空间站在同一轨道上，然后让航天飞机加速，即可实现对接B．先让航天飞机与空间站在同一轨道上，然后让航

3、天飞机减速，即可实现对接C．先让航天飞机进入较低的轨道，然后再对其进行加速，即可实现对接D．先让航天飞机进入较高的轨道，然后再对其进行加速，即可实现对接三．双星问题两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫做双星．双星中两颗子星相互绕着旋转看作匀速圆周运动的向心力由两恒星间的万有引力提供．由于力的作用是相互的，所以两子星做圆周运动的向心力大小是相等的，因两子星绕着连线上的一点做圆周运动，所以它们的运动周期是相等的，角速度也是相等的，线速度与两子星的轨道半径成正比．【例3】如图所示，两个靠得很近的恒星称为双星，这两颗星必须各

4、以一定速度绕某一中心转动才不至于因万有引力而吸引在一起，已知双星的质量分别为和，相距为，万有引力常量为G，求：（1）双星转动的中心位置；（2）转动周期。［拓展］如图所示，有A、B两颗行星绕同一恒星O做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星第一次相遇（即两颗行星相距最近），则经过时间时两行星第二次相遇，经过时间时两行星第一次相距最远。比较：这两种模型的不同之处四．自旋类问题【例4】中子星是恒星演化过程中的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为。问该中子星的最小密

5、度是多少才能维持该星体的稳定，不致因自转而瓦解？（计算时星体可视为均匀球体。引力常量）2用心爱心专心宇宙航行二（课外）1．航天飞机绕地球做匀速圆周运动时，机上的物体处于失重状态，是指这个物体（）A.不受地球的吸引力B.受到地球吸引力和向心力平衡C.受到地球的引力提供了物体做圆周运动的向心力D.对支持它的物体的压力为零2．在绕地球运行的人造地球卫星上，下列那些仪器不能正常使用（）A．天平B．弹簧秤C．摆钟D．水银气压计3．如图所示，轨道A与轨道B相切于P点，轨道B与轨道C相切于Q点，以下说法正确的是（）A．卫星在轨道B上由P向

6、Q运动的过程中速率越来越小B．卫星在轨道C上经过Q点的速率大于在轨道A上经过P点的速率C．卫星在轨道B上经过P时的向心加速度与在轨道A上经过P点的向心加速度是相等的D．卫星在轨道B上经过Q点时受到地球的引力小于经过P点的时受到地球的引力bac地球4．如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的cD．a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线

7、速度将增大5．人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，其轨道半径为R，线速度为v，周期为T，要使卫星周期变成2T，可能的办法是（）A．R不变，使线速度变为v/2B．v不变，使轨道半径变为2RC．轨道半径变为D．速度、轨道半径都加倍6．两棵靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力而吸引到一起，以下说法中正确的是（）A．它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比B．它们做圆周运动的线速度之比与其质量成反比C．它们做圆周运动的半径与其质量成正比D．它们做圆周运动的半径与其质量成反比7．我们的银河

8、系的恒星中大约有四分之一是双星．某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点Ｃ做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为Ｔ．S1到Ｃ点的距离为r1,S1和S2的距离为r，已知引力常量为Ｇ．由此可求出S2的质量为（）　　　　　　　　　8．根据观察，