第4节 宇宙航行-高一物理课件(人教版2019必修第二册)
人教版(2019)高一物理 必修 第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 单元测试(含答案)
专题三:万有引力与宇宙航行
丰台二中
1.海王星是绕太阳运动的一颗行星，它有一颗卫星叫海卫1。若将海王星绕太阳的运动和海卫1 绕海王星的运动均看作匀速圆周运动，则要计算海王星的质量，需要知道的量是（引力常量G为已知量）
A.海卫 1 绕海王星运动的周期和半径
B.海王星绕太阳运动的周期和半径
C.海卫 1 绕海王星运动的周期和海卫 1 的质量
D.海王星绕太阳运动的周期和太阳的质量
答案:A
2．“嫦娥一号”成功发射后，探月成为同学们的热门话题．一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度．按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为
A．hRv20 B．Rhv20 C．hRv20 D．Rhv20
答案:A
3．如图所示，a、b、c是在地球大气层外同一平面内的圆形轨道上绕逆时针方向运动的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c
D．a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大
答案:D
4. 我国发射的神州五号载人宇宙飞船的周期约为90min，如果把它绕地球的运动看做是匀速圆周运动，飞船的运动和人造地球同步卫星的运动相比，下列判断中正确的是（ ）
A．飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径
B．飞船的运行速度小于同步卫星的运行速度
C．飞船运动的向心加速度大于同步卫星运动的向心加速度
D．飞船运动的角速度小于同步卫星运动的角速度
答案: C
5．星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2＝2v1。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6。不计其它星球的影响。则该星球的第二宇宙速度为
第七章第四节 宇宙航行同步测试卷高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
试卷第1页，共6页 4宇宙航行同步测试卷
一、单选题
1．“天问一号”火星登陆探测器被火星俘获后首先在高轨道做圆周运动，然后转移到低轨道做圆周运动，为着陆火星做准备，相比高轨道，探测器在低轨道运行时（ ）
A．周期较大 B．线速度较大
C．角速度较小 D．加速度较小
2．2021年5月30日，我国成功发射的“天舟二号”货运飞船与“天和核心舱”完成自主快速交会对接，河北辛集中学校友白明生正是天舟二号货运飞船总设计师。已知对接形成的组合体仍沿“天和核心舱”原来的轨道（可视为圆轨道）运行，对接前“天和核心舱”的运行轨道高度为393 km，“天舟二号”货运飞船轨道高度为386 km，它们的运行轨道均视为圆周，则（ ）
A．“组合体”比“天和核心舱”加速度大
B．“组合体”比“天和核心舱”角速度大
C．“组合体”比“天和核心舱”周期大
D．“组合体”比“天舟二号”货运飞船机械能大
3．2021年6月，“神舟十二号”载人飞船成功发射，并进入预定轨道，飞船入轨后，与“天和”核心舱在轨运行的情形如图所示，两轨道均高于近地轨道，下列说法正确的是（ ）
A．P是飞船，Q是“天和”，它们的发射速度均大于第一宇宙速度
B．P、Q在轨运行时均处于完全失重状态，因此它们的加速度相同
C．在轨运行时P的速度小于Q的，P若加速可以追上Q，实现对接
D．在轨运行时P的速度大于Q的，Q若加速可以追上P，实现对接
4．如图所示，三颗卫星A、B、C都在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，其中B为同步卫星。则三颗卫星中（ ） 试卷第2页，共6页
A．卫星C绕地球运动的周期小于24小时 B．卫星C的加速度最大
C．卫星A的速度最小 D．卫星C的速度最小
5．2018年2月2日，我国首颗教育共享卫星“少年星一号”搭乘长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射升空。这颗承载着10万多名中小学生创意思维的卫星，终于成功发射，两名东莞学生胡政和夏闻天就参与了“中国少年微星计划”的“造星环节”。若少年星一号运行轨道可视为圆周轨道，每天绕地球13圈。已知同步卫星距离地面的高度约为43.610km，下列说法正确的是（ ）
高一下学期物理人教版(2019)必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行含答案
2021春人教新教材物理必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行含答案
（新教材）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行
一、选择题
1、宇宙飞船正在轨道上运行，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，于是通知宇航员，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，最终在新轨道上稳定运行。关于飞船在此过程中的运动，下列说法正确的是( )
A．飞船的高度降低 B．飞船的高度升高
C．飞船的周期变小 D．飞船的向心加速度变大
2、(多选)哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下列说法中正确的是( )
A.彗星在近日点的速率大于在远日点的速率
B.彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度
C.若彗星运转周期为76年，则它的轨道的半长轴是地球公转轨道半长轴的23722倍
D.若彗星运转周期为76年，则它的轨道的半长轴是地球公转轨道半长轴的76倍
3、在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( )
A．卡文迪什仅根据牛顿第三定律推出了行星与太阳间引力大小跟行星与太阳间距离的平方成反比的关系
B．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中利用逻辑推理，使亚里士多德的理论陷入了困境
C．引力常量G的大小是牛顿根据大量实验数据得出的
D．“月—地检验”表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力遵从同样的规律
4、某行星可看成一个均匀的球体，密度为ρ，若在其赤道上随行星一起转动的物体对行星表面的压力恰好为零，则该行星的自转周期为(引力常量为G)( ) A.4πG3 B.3πG4 C.3πρG D.πρG
5、“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星将气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料。设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法中正确的是( )
宇宙航行高一物理下册同步分类专题教案(人教版2019必修第二册)
第七章 万有引力与宇宙航行
课时7.4 宇宙航行
1. 知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
2. 了解人造卫星的相关知识，知道地球同步卫星的特点，通过对比“同步卫星、近地卫星、地球赤道上物体”的运行规律，提高推理分析能力。
3. 了解我国卫星发射情况，增强民族自信，体会人类探索宇宙的成就和科学精神。
一、宇宙速度
1.牛顿的设想
把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。
2.近地卫星的速度
(1)原理:物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供物体运动所需的向心力，所以G2mmr地 =m2vr，解得v=Gmr地。
(2)结果:用地球半径R代替近地卫星到地心的距离r，可得v=-112466.67105.98106.4010 m/s=7.9km/s。
3.宇宙速度
数值
意义
第一宇宙速度 7.9 km/s 物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度
第二宇宙速度 11.2 km/s 使物体挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度
第三宇宙速度 16.7 km/s 使物体挣脱太阳 引力束缚的最小地面发射速度
二、人造地球卫星
1.动力学特点
一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其向心力由地球对它的万有引力提供。
2.地球同步卫星相对于地面静止，且运动周期与地球自转周期相同的卫星，也称静止卫星。地球同步卫星具有以下特点: (1)轨道平面一定:所有的地球同步卫星都在赤道的正上方，其轨道平面必与赤道平面重合；
(2)绕行方向一定:和地球自转方向一致；
(3)周期一定:和地球自转周期相同，即T=24 h；
(4)高度一定:位于赤道上方高度约3.6×104 km处，距地面高度固定不变。
基础过关练
题组一 宇宙速度
1.(2022江苏淮安期中)下列有关宇宙速度的说法不正确的是 ( )
高中物理(人教版)必修第二册讲义—宇宙航行
高中物理（人教版）必修第二册讲义—宇宙航行
【学习目标】1．通过阅读课本资料了解牛顿对人造卫星的猜想、外推的思路和思想，能写出第一宇宙速度的推导过程。2．通过第一宇宙速度的推导总结，能说出人造地球卫星的原理及运行规律。
3．通过阅读教材第三部分，能够介绍世界和我国航天事业的发展历史，感知人类探索宇宙的梦想，激发爱国热情，增强民族自信心和自豪感。
【学习重点】
第一宇宙速度的推导。
【学习难点】
第一宇宙速度的推导；环绕速度与发射速度的区分。
知识梳理
一、宇宙速度1.人造地球卫星
(1)牛顿的设想：如图所示，把物体水平抛出，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。(2)运动规律：一般情况下可认为人造卫星绕地球做匀速圆周运动。
(3)向心力来源：人造地球卫星的向心力由地球对它的万有引力提供。
2．宇宙速度
梦想成真1957年10月苏联成功发射了第一颗人造卫星；1969年7月美国“阿波罗11号”登上月球；2003年10月15日我国航天员杨利伟踏入太空；2007年10月24日我国“嫦娥一号”发射升空；2008年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务；
2010年10月1日“嫦娥二号”发射升空。2011年9月29日“天宫一号”发射升空。2011年11月1日“神舟八号”发射升空。2011年11月3日“天宫一号”与“神舟八号”对接成功。宇宙速度数值/(km·s－1)物理意义
第一宇宙速度7.9(环绕速度)是使人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度；也是人造卫星绕地球运动的最大运行速度第二宇宙速度11.2(脱离速度)是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度第三宇宙速度16.7(逃逸速度)是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度2012年6月16日“神舟九号”发射升空，与在轨运行的“天宫一号”目标飞行器进行载人交会对接，航天员进入“天宫一号”工作和生活，开展相关空间的科学实验。2013年6月11日“神舟十号”发射升空，并在6月13日与“天宫一号”交会对接；6月20日上午，中国载人航天史上的首堂太空授课开讲。
人教版(2019)高一物理 必修 第二册 第七章 万有引力和宇宙航行 单元测试(含答案)
专题三:万有引力与宇宙航行
丰台二中
1.海王星是绕太阳运动的一颗行星，它有一颗卫星叫海卫1。若将海王星绕太阳的运动和海卫1 绕海王星的运动均看作匀速圆周运动，则要计算海王星的质量，需要知道的量是（引力常量G为已知量）
A.海卫 1 绕海王星运动的周期和半径
B.海王星绕太阳运动的周期和半径
C.海卫 1 绕海王星运动的周期和海卫 1 的质量
D.海王星绕太阳运动的周期和太阳的质量
答案:A
2．“嫦娥一号”成功发射后，探月成为同学们的热门话题．一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度．按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为
A．hRv20 B．Rhv20 C．hRv20 D．Rhv20
答案:A
3．如图所示，a、b、c是在地球大气层外同一平面内的圆形轨道上绕逆时针方向运动的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c
D．a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大
答案:D
4. 我国发射的神州五号载人宇宙飞船的周期约为90min，如果把它绕地球的运动看做是匀速圆周运动，飞船的运动和人造地球同步卫星的运动相比，下列判断中正确的是（ ）
A．飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径
B．飞船的运行速度小于同步卫星的运行速度
C．飞船运动的向心加速度大于同步卫星运动的向心加速度
D．飞船运动的角速度小于同步卫星运动的角速度
答案: C
5．星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2＝2v1。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6。不计其它星球的影响。则该星球的第二宇宙速度为
宇宙航行课后练习- 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
《宇宙航行》课后练习
一、选择题
1.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（ ）
A．一定等于7.9 km/s B．等于或小于7.9 km/s
C．一定大于7.9 km/s D．介于7.9～11.2 km/s之间
2.人造卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.半径越大，速度越小，周期越小
B.半径越大，速度越小，周期越大
C.所有卫星的速度均是相同的，与半径无关
D.所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关
3. 在地球 (看作质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星,下面说法中正确的是 ( )
A. 它们的质量可能不同
B. 它们绕地球一周的时间可能不同
C. 它们的向心加速度大小可能不同
D. 它们离地心的距离可能不同
4. 可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道( )
A．与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面的同心圆
B．与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆
C．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的
D．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球表面是
运动的
5.关于人造地球卫星及其中物体的超重和失重问题，下列说法正确的是：（ ）
A.在发射过程中向上加速时产生超重现象
B.在降落过程中向下减速时产生超重现象
C.进入轨道时作匀速圆周运动，产生完全失重现象，但仍受重力作用
D.失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的
6.在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的，大爆炸后各星球以不同的速度向外运动，这种学说认为万有引力常量G在缓慢地减小。根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比（ ）
A．公转半径R较大 B．公转周期T较小
2019-2020学年人教版(2019)必修2 7.4宇宙航行 教案
宇宙航行
课题 宇宙航行 单元 7 学科 物理 年级 高一
教材
分析 本节课所采用的教材是人教版高中物理必修第二册第七章第4节的内容,本节重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度，并介绍了第二、第三宇宙速度。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。因此，本节课是“万有引力定律与宇宙航行”中的重点内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。另外，学生通过对人造卫星、宇宙速度的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱，增强民族自信心和自豪感。
教学目标 一、教学目标
1．通过阅读课本资料了解牛顿对人造卫星的猜想、外推的思路和思想，能写出第一宇宙速度的推导过程。
2．通过第一宇宙速度的推导总结，能说出人造地球卫星的原理及运行规律。
3．通过阅读教材第三部分，能够介绍世界和我国航天事业的发展历史，感知人类探索宇宙的梦想，激发爱国热情，增强民族自信心和自豪感。
二、核心素养
物理观念：能从物理学的视角正确描述和解释人造地球卫星的运行规律，具备清晰的物理观念。
科学思维：能在熟悉的情境中运用物理模型，能对卫星发射原理进行分析和推理。
科学探究：能在对卫星发射原理的基础上做出假设，并制定合理的探究路线，从而分析数据发现规律。
科学态度与责任：卫星的发射原理是人类在万有引力定律基础上科学家们持续不断创造性发展的成果，是人类对宇宙奥秘探索的历程，增强民族自信心和自豪感。 教学重点 第一宇宙速度的推导。
教学难点 第一宇宙速度的推导；环绕速度与发射速度的区分
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 出示视频：神六的发射过程
教师讲解：我国在70年代发射第一颗卫星以来，相继发射了多颗不同种类的卫星。掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术，99年发射了“神舟”号试验飞船。这节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。 学生观看视频了解卫星的发射
7.4 宇宙航行—人教版(2019) 高中物理必修第二册学案
高一 必修二 物理导学案
课题：7.4宇宙航行
一、学习目标
1．了解人造地球卫星的初步构想。
2．会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。
3．知道三个宇宙速度的含义和数值、会推导第一宇宙速度。
二、自主阅读反馈
1、第一宇宙速度：
(1)牛顿设想：如图所示，把物体从高山上水平抛出，如果抛出速度 ，物体就不再落回地面，成为 。
(2)近地卫星的速度：由Gmm地r2＝mv2r，得v＝_______。用地球半径R代替卫星到地心的距离r，可求得v＝ km/s。
(3)宇宙速度及其意义
2、人造地球卫星：
(1)1957年10月4日， 第一颗人造地球卫星发射成功。
(2)1970年4月24日， 第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功。
(3)地球同步卫星位于 上方高度约 km处，与地面相对静止，角速度和周期与地球的 。
(4)1961年4月12日，苏联航天员加加林进入东方一号载人飞船，完成人类首次进入太空的旅行。
(5)1969年7月，美国的阿波罗11号飞船登上月球。
(6)2003年10月15日，我国神舟五号宇宙飞船把中国第一位航天员 送入太空。
(7)2013年6月，神舟十号分别完成与 空间站的手动和自动交会对接。
(8)2016年10月19日，神舟十一号完成与 空间站的自动交会对接。 第一宇宙速度
(环绕速度) v1＝________ km/s，是人造卫星在地面附近绕地球做________运动的速度
第二宇宙速度
(脱离速度) v2＝________ km/s，使物体挣脱________引力束缚的最小发射速度
第三宇宙速度
(逃逸速度) v3＝________ km/s，使物体挣脱________引力束缚的最小发射速度 (9)2017年4月20日，我国又发射了货运飞船 ，入轨后与天宫二号空间站进行自动交会对接及多项实验。