“神舟”飞船飞行轨道近地点和远地点的理解及探究
高考物理知识点专题之万有引力与航天 专题04 神州飞船(解析版)
04 神州飞船—万有引力与航天神舟飞船是中国自行研制，具有完全自主知识产权，达到或优于国际第三代载入飞船技术的飞船。
神舟号飞船是采用三舱一段，即由返回舱、轨道舱、推进舱和附加段构成，由13个分系统组成。
神舟号飞船与国外第三代飞船相比，具有起点高、具备留轨利用能力等特点。
神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空，发射基地是酒泉卫星发射中心，回收地点在内蒙古中部的四子王旗航天着陆场。
截至2019年4月24日，神舟飞船、天舟飞船正在进行正(试)样产品组批生产。
各型号概览1. 一质量为8.00×104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面。
飞船在离地面高度1.60×105 m 处以7.5×103 m/s 的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s 时下落到地面。
取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s 2。
（结果保留2位有效数字） （1）分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；（2）求飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。
【解析】（1）飞船着地前瞬间的机械能为20021mv E k =① 式中，m 和v 0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率。
由①式和题给数据得8kp 4.010J E =⨯②设地面附近的重力加速度大小为g ，飞船进入大气层时的机械能为212h h E m mgh =+③ 式中，v h 是飞船在高度1.6×105m 处的速度大小。
由③式和题给数据得122.410J h E =⨯④（2）飞船在高度h' =600 m 处的机械能为21 2.0()2100h h E m v mgh ''=+⑤由功能原理得k0h W E E '=-⑥式中，W 是飞船从高度600m 处至着地瞬间的过程中克服阻力所做的功。
2020年高考物理热点分析——“神州”七号载人飞船成功发射
2020年高考物理热点分析——“神州”七号载人飞船成功发射〝神州〞七号载人飞船成功发射一、背景材料2008年9月25日至28日，我国成功实施了〝神州〞七号载人航天飞行.这是继2005年10月12日神舟六号载人飞船成功发射之后，人类探究太空历史上的又一次重要成就。
承担此次飞行任务的航天员分不是翟志刚、刘伯明和景海鹏。
9月25日21时09分，火箭点火起飞，583秒后，飞船与火箭分离，准确入轨，21时，载人航天工程总指挥常万全宣布，神舟七号飞船发射成功.飞船在近地点200公里到远地点347公里的椭圆轨道上运行，飞船在椭圆轨道飞行第1至5圈，由于大气阻力的阻碍，每圈轨道降低近1公里，飞船远地点高度从347公里降为343公里，第5圈，飞船远地点点火变轨，抬升近地点，轨道由椭圆轨道变成高度343公里圆轨道。
在高度343公里圆轨道下飞船运行周期约为90分.26日4时04分，〝神州〞七号船成功变轨，由椭圆轨道变成近圆轨道.26日16时9分，在刘伯明、景海鹏的协助和配合下，中国神舟七号载人飞船航天员翟志刚顺利出舱，实施中国首次空间出舱活动.神舟七号飞船飞行到第31圈时，成功开释伴飞小卫星，这是中国首次在航天器上开展微小卫星相伴飞行试验.的圆轨道绕地球飞行直至返回。
9月28日12时51分，神舟七号返回舱舱门关闭，神七返回时期开始，17时36分，神舟七号返回舱顺利着陆，神舟七号载人航天任务胜利完成.中国第三次载人航天飞行的圆满成功，再一次证明以我国科技人员所具备的强大创新能力，作为当代青年一代也必将激发起爱国热情，为实现中华民族的伟大复兴，为我国科学的进展努力作出更大的奉献.二、考点链接神州七号载人飞船的成功发射，标志着我们在探究太空的伟大征程中取得了重大进展。
这是我国高科技进展新的伟大里程碑，是我国改革开放和社会主义现代化建设的又一骄人成就.神七的发射和运行与物理学的力、热、电、光、原知识有较大的联系，专门是与万有引力定律和匀速圆周运动知识紧密相联，〝神七〞将成为2018年高考命题的最大热点，高三复习和高考备考中要引起足够的重视.三、例题分析例1.2008年9月25日至28日，我国在酒泉卫星发射中心成功发射了〝神州七号〞载人航天宇宙飞船，。
卫星航天发射基地的区位因素和返回地的选择条
有关航空航天的基本常识一、建立xx发射基地的条件1、纬度：纬度低，发射倾角好，地球自转线速度越大，地空距离短，既可充分利用地球自转的离心力，又可缩短地面到卫星轨道的距离，从而节省火箭的有用负荷。
2、气象条件：晴天多、雷雨少、云离地表高、风速小、湿度低，年、日温差变化小。
3、地势平展开阔；地质结构安定，避开地层断裂带和地震区；地势高，既可缩短从地面到卫星轨道的距离，节省火箭燃料或增加火箭的有用负载，同时空气稀薄，日照时间长，多睛天，大气能见度高，便于发射和追踪，且火箭升空时受到的阻力小。
4、国防条件：建于xx、沙漠地区。
5、优良的水质，主要用于发射台及相关设备的降温。
6、人烟珍稀的地区，降低在发射时因无意造成的巨大损失。
其中影响卫星和飞船发射的最关键和最直接的因素是——气象因素二、xx返回地点的选择条件1、人烟珍稀的地区，降低因无意造成的巨大损失2、地势开阔平展的、水面少,便于发现和营救目标的陆地或者临海。
3、距离发射场、控制中心位置适中,有利于监控、抢救等工作展开三、我国的四大xx发射基地1、酒泉（40．6°N，99.9°E）⑴地势平展开阔。
⑵人口和城镇珍稀，且远离严重交通干线，航区安全有保证。
⑶为温带沙漠气候，全年干旱少雨，雷电日少，湿度低，简易满足发射条件。
2、xx（28．2°N，102°E）⑴海拔高、纬度低，可节省火箭燃料或增加火箭的有用负载。
⑵地形隐藏。
⑶为亚热带高原季风气候，气温年变化小，旱雨两季分明，每年只有６月至９月为雨季，且多半是夜雨和午后阵雨，其余月份为旱季，晴天多达３２０天，几乎没有雾日。
⑷水源丰盛。
⑸峡谷地形好，地质结构坚实。
⑹交通便当。
距发射场５０公里处是西昌飞机场，发射场距离成昆铁路和川滇公路都不远，加之东面的金沙江航道还可以水路通宜宾、重庆直至上海，这些条件极利于运输所需物资和卫星、火箭产品。
3、xx(38°N，113°E)虽为温带季风气候，但降水较少，多晴天，湿度低，雷电日少。
神舟六号飞船介绍
七.我国载人航天三步计划
• 第一步：突破载人航天技术－神5，神6 • 第二步：突破交会对接技术和出舱活动技术－神7（已启 动研制），神8 • 第三步：突破空间站技术
八.神5与神6比较
神州5号 神州6号
发射时间 任务 活动范围 宇航服 太空时长 航天员人数 食品
如厕
2003年10月15日 人在太空舱内的活动 仅限返回舱 未能离身 21小时 1人 即食食品,不加热加水
逃逸塔 外：整流罩 内：飞船
火箭
五.神六发射运行时间表
发射：2005.10.12，酒泉卫星发射中心 • 09:00:00点火 • 09:00:04升空 • 09:00:12向东偏南实施程序拐弯，距地211米 • 09:02:00逃逸塔分离 • 09:02:16助推器分离 • 09:02:39火箭芯一级分离 • 09:03:20整流罩分离 • 09:09:43芯二级分离，距地200公里 • 09:12帆板打开 • 进入预定轨道飞行
十.航天小知识（续）
• 飞船发动机： 飞船共有52台发动机，包含主机和备用机。 推进舱28台，4台大的用于改变轨道、轨道维持和返回制 动，小的用于控制飞船姿态。 返回舱8台，用于返回时控制姿态。 轨道舱16台，为其留轨半年提供动力。
十.航天小知识
• 发射窗口： 比较适合运载火箭发射的时间范围，范围的大小叫做窗口 的宽度。宽的以天或小时计，窄的只有几分钟甚至几十秒。 通常都在傍晚或黎明，以利地面跟踪。 • 黑障区： 再入大气层时，飞船表面与气体摩擦产生巨大热量，从而 形成高温等离子气体层屏蔽电磁波，使飞船暂时失去与地 面的联系，出现黑障现象。区间为距地100-40公里。
十.航天小知识（续）
• 飞船温度： 太空中飞行时向阳面超过100℃，背阳面低于-100 ℃，返 回大气层时数千摄氏度，舱内温度始终保持在21 ℃上下 4℃。
神舟飞船科普小知识
神舟飞船科普小知识
神舟飞船是中国自主研发的载人航天飞船，是中国航天事业的重要组成部分。
以下是关于神舟飞船的一些科普小知识。
1. 发展历程：神舟飞船的发展始于上世纪90年代，经过多次的实验和改进，首次成功发射载人飞船神舟五号于2003年，标志着中国成为世界上第三个能够独立进行载人航天的国家。
2. 功能与特点：神舟飞船主要用于进行近地轨道的载人任务和空间科学实验等。
它具有独立发射、再入大气层、精确着陆和多次再使用等特点。
神舟飞船的设计考虑了航天员的生命安全和舒适度，航天员可以在飞船内进行工作、生活和休息。
3. 飞船构造：神舟飞船由轨道舱、返回舱和发射逃生系统组成。
轨道舱主要用于提供航天员生活和工作空间，返回舱则用于航天员的返回和着陆。
发射逃生系统可以在发射过程中提供安全逃生通道，保障航天员的生命安全。
4. 载人任务：神舟飞船已经成功完成了多次载人任务，包括了空间实验室的建设、航天员的交会对接、载人航天器的长期在轨飞行等。
这些任务为中国航天事业的发展提供了宝贵的经验和数据支持。
5. 合作与展望：中国的载人航天计划得到了国际航天界的广泛关注和认可。
神舟飞船的成功发展为中国与其他国家进行航天合作提供了基础，未来中国还将继续推进空间实验室的建设，并计划开展月球探测和载人登月任务。
总之，神舟飞船是中国航天事业的骄傲，它的发展不仅标志着中国成为独立进行载人航天探索的国家，也为人类航天事业的发展作出了积极贡献。
随着中国航天事业的不断发展，神舟飞船定将在未来继续发挥重要作用。
天宫空间站的飞行方向和弧段的解释
天宫空间站的飞行方向和弧段的解释飞行方向和弧段的解释(1)4。
天宫一号与神舟九号对接的方式为绕道近距离交会，从而在地面上看两个航天器是在相反方向上运动。
( 2)人造卫星在绕地球飞行时，由于地球表面并非平坦，所以它的轨迹是一条扁圆形的曲线，我们把这条曲线叫做绕地球的圆周轨道。
5。
人造卫星绕地球运行时所走过的路程叫做它的飞行轨道。
它的飞行路线是一个空间曲线，在空间不同位置，各点轨迹是不同的。
6。
绕地球飞行的轨道叫做它的飞行轨道。
7。
载人航天工程是由探索航天奥秘，开发和利用太空资源为主要目的，以载人航天器、运载火箭、发射场、测控通信、着陆场、应用卫星、载人飞船等为基本内容的一项前无古人的伟大事业。
8。
飞船在轨道上按预定时间进行的圆周运动称为轨道运行。
9。
人造卫星在轨道上运行时，沿着一个或多个特定的轨道面作圆周运动，并且只能在固定的范围内移动的天体称为卫星。
10。
地球同步卫星是指运行周期和轨道高度均与地球自转周期及轨道倾角都保持严格的同步关系的人造地球卫星。
11。
地球同步卫星发射的时间是固定的，但是它所运行的轨道高度却有变化。
因此，它实际运行的轨道高度是变化的。
当它达到最大的预定轨道高度时，轨道倾角是最大值，轨道的高度约为6000km。
这种人造卫星就叫做地球同步卫星。
4。
天宫一号与神舟九号对接的方式为绕道近距离交会，从而在地面上看两个航天器是在相反方向上运动。
( 3)1。
地球同步卫星是指运行周期和轨道高度均与地球自转周期及轨道倾角都保持严格的同步关系的人造地球卫星。
19。
除了地球同步卫星之外，还有不少人造卫星围绕另一颗人造卫星运转，称为双星或双星体系。
20。
天宫一号采用了“三舱一段”的设计模式，即由天宫一号主任务舱、天宫一号实验舱和神舟九号飞船组成;12。
双星体系是由两颗大小和运行方向相同、但彼此环绕的人造地球卫星组成。
如木星-土星双星系统。
14。
双星体系的基本特点是：两颗人造卫星相互环绕，共同组成一个双星体系，或者说是两颗大小相似、但环绕运行的人造卫星组成的一个双星体系。
神舟六号
解读“神舟”号飞船2005年10月12日9时，神舟六号飞船一飞冲天，再次把中国人的“巡天遥看一天河”的陆地梦想变成“手可摘星辰、揽明月”的太空现实。
航天员费俊龙、聂海胜架乘神舟六号飞船在近五天五夜、约3.25×106km 的太空飞行中，成功地进行了窜越轨道舱和返回舱、工效学评价、生物医学实验、轨道舱飞船设备操作等一系列空间科学实验，于2005年10月17日凌晨4时33分返回并安全降落在内蒙古四子王旗主着陆场，返回舱实际着陆点根理论着陆点相差仅1km 。
一、分析天体运动的方法1、把天体运动近似看作圆周运动，它所需要的向心力由万有引力提供，即r T m r m r v m rMm G F 2222)2(πω====向 2、在地球表面附近，可近似认为重力等于万有引力。
即mg R Mm G =2由此可得地球表面附近的重力加速度为2R M Gg = 二、解决天体问题的常用公式三、用天体运动知识解读“神六”在发射与在轨运行、轨道维持、回收过程的物理问题1、“神舟”飞船的发射与在轨运行例1、“神舟”六号飞船点火发射时，飞船处于一个加速过程，在加速过程中宇航员处于超重状态。
人们把这种状态下宇航员对座椅的压力F N 与静止在地球表面时的重力mg 的比值mgF k N =称为耐受力值。
假设宇航员费俊龙和聂海胜在超重状态下的耐受力值的最大值分别为k=8和k=7，已知地球表面重力加速度g=9.8m/s 2，试求飞船带着这两名宇航员竖直向上发射时的加速度a 的最大值为多少？【解析】以宇航员为研究对象，其受重力mg 、座椅对他的支持力F N ′作用，根据牛顿第三定律 F N ′=F N根据牛顿第二定律有 F N ′-mg=ma又由题意可得 mgF k N = 由以上各式解得 a=(k-1)g为保证两名宇航员在竖直向上发射时不超过其耐受力值，k 应取较小的值，于是a=(7-1)×9.8m/s 2=58.8m/s 2例2、2005年10月12日9时9分52秒，“神舟”六号飞船以7.5km/s 的速度在我国黄海上空200km 高处进入预定椭圆轨道1（如图所示），飞船的入轨椭圆轨道近地点Q 距地球表面200km ，远地点P 距地球表面347km 。
飞船变轨的物理原理
飞船变轨的物理原理姓名: 张云伟学号：201003030022院系：计算机科学与信息工程学院专业：网络工程班级：二班飞船变轨的物理原理摘要：人造卫星、宇宙飞船在轨道运行的过程中，常常需要变轨，对于飞船的变轨是靠自身提供动力，改变其速度，卫星所受的向心力改变，也就改变了相对地球的距离，本文从动力学角度和能量角度进一步对飞船的变轨原理进行分析。
关键字：飞船变轨正文：人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）在轨道运行的过程中，常常需要变轨。
除了规避“太空垃圾”对其的伤害外，主要是为了保证其运行的寿命。
据介绍，由于受地球引力影响，人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）运行轨道会以每天 100米左右的速度下降。
这样将会影响人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）的正常工作，常此以久将使得其轨道越来越低，最终将会坠落大气层。
飞船的发动机向后喷气将会获得向前的加速度，飞船的姿态将发生变化。
那么从物理学角度如何来分析这个变轨过程？按照人造卫星运行的规律，其在轨的运行速度V 大小由下列公式决定：其中G为万有引力恒量，M为地球的质量，r为人造卫星的轨道半径（地球半径R + 人造卫星距地面高度h）。
从以上公式可以看出，在轨的人造卫星其速度完全由轨道半径大小决定：与其的平方根成反比——轨道半径越小的，其速度越大（贴地球表面飞行，其速度最大，即为第一宇宙速度7.9千米/秒）;轨道半径越大的，其速度越小。
在变轨过程中，人造卫星由低轨道调整到高轨道，其轨道半径增加，那么运行速度将比原来的小。
根据上面的公式，我们可以计算出随着人造卫星轨道半径增加，其运行速度（变化）的数据：从以上表格的数据可以看到，随着人造卫星轨道半径的增加（距地面高度的增加），其运行速度越来越小。
高度每增加50千米，速度约会减小28米/秒（不是线性减小）。
有人可能对此会提出疑问——明明是飞船发动机喷气加速，那么在变轨过程中，飞船的速度应该是逐渐增加的。
我们从两个方面来作分析：从动力学角度分析——当飞船发动机喷气加速，飞船的速度增加，作圆周运动所需的向心力增加，但是圆周运动所提供的向心力（即万有引力）不变，飞船将会作离心运动，其运行轨道将提升，速度将会减小。
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题 目 ３的第 （ Ｉ Ｉ ） 问恰好 就是 证 明性 质 ３ ．
以上 ３个性质 恰 恰 就 是 上述 ３个 高 考 题 相 关 的 性 质． 事 实上 ， 对 于抛 物线 的切 点弦 ， 还有 几 个 有趣 并
常 考 的性质 ， 此处 证 明略．
性质 ５ Ｆ 为抛物 线 内对 称 轴 上一 定点 ， 过 定 点 Ｆ 的直 线 与 抛物 线 交 于点 Ａ、 Ｂ ． 过 Ａ、 Ｂ两 点 的 切 线 交 于点 Ｐ， 则 动点 Ｐ 的轨 迹是 垂直 于该抛 物 线对称 轴 的直线 ， 且垂 足 Ｆ 与 Ｆ关 于抛 物线 的顶点 对称 ．
・
且 仅 当 。 ＝ ＝ ： 一ａ时 ， ｌ ＱＦ 。 ｌ 取 得 最 小值 ； 当且 仅 当
一。时 ， １ Ｑ Ｆ ｌ 取得最 大值 ． （ 这里 Ｃ 一￣ ／ ｎ 一ｂ ， 下 同） 这 实际 上就 是研 究椭 圆上 的点 和焦 点 连 成 的 线
段（ 椭 圆焦 半径 ） 的最值 问题 ．
引导学 生对 一 些 问题 做 进 一 步 的探 究 ． “ ‘ 神 舟 九号 ’
的 厘解 骡
赵祥枝 （ 福建 省厦 门双 十 中学）
就 引 起 了 学 生 篓 的 广 喜 泛 兴 囊 趣 地 点 的 理 解 及 探 究 ” 这 节 课
．
近 地 点 一
… ～ ”
１ 背 景 知 识 及 问 题 提 出
所以 ｌ Ｑ Ｆ １ 一ｌ ｅ ２ ８ 。 ＋ｎ Ｉ ＝ａ ￣ － ｅ ｘ
＋ “＋ 一十 “十 一 — ＇ 卜 一—卜 “— 卜 ＊— 卜ｎ — “— 卜 一— 卜” — ・ 卜 ”— ＇ 卜 “—
＋ 一＋ － － ＋ “ ＋ ・ ・ ＋ “＋ “＋ 一＋ “＋ ”＋ “ ＋ “ ＋ ”＋ “＋ 一＋ 一＋ ” ＋ ”＋ ＋ ” ＋ －＋ ＊＋ “＋ ＊＋ “＋ “— ＋ －一 — 一— ”
的点称为远地点 ．
近 地 点 高 度
究机会 留给有兴 趣 的学生． 因此 ， 在 选 修课 上 ， 笔 者想
和大 家一起 来探 究这 个 问题 ．
２ 问 题 的 数 学 化 及 探 究
我们 将上 述 的实际 问题 表述为 ：
２ ． ２
问题 已知 Ｑ（ ｘ 。 ， 。 ） 是 椭 圆 ＋ 一 １（。 ＞６ ＞０ ） 上 的动 点 ， Ｆ （ 一ｃ ， ０ ） 是该 椭 圆左 焦 点 ． 求证 ： 当
。
篓
－
…
…
～
中
磬 嗲 孝
ｊ 解题 思想方 ｉ ５
ｒ
２ ０ １ ３年 第 ８期 （上 旬 ）
“ 神 舟’ ’ 飞 船 飞 行 轨 道
和
学 生在学 完 圆锥 曲线与 方程 这一 单 元之 后 ， 笔 者 都 会 为学生 开设几 节 与所学 知识 相关 的校 本选 修课 ，
［ １ ］ 彭海燕． 对一道 ２ ０ ０ ５ 年 高考题 的研究 Ｅ Ｊ ］ ． 中学教研 ： 数
学， ２ ０ ０ ５ （ １ １ ） ： ２ ８ — ３ ０ ．
Ｅ ２ ］ 王芝平． 代 数运 算表其 外 ， 几何性 质 蕴其 中Ｅ Ｊ ］ ． 中 小 学 数学 ： 高 中版 ， ２ ０ ０ ８ （ １ ／ ２ ） ： ５ ４ — ５ ５ ．
参 考文 献 ：
性质 ４ Ｆ 为抛 物线 内对 称 轴 上一 定 点 ， 过 定 点 Ｆ 的直线 与 抛 物线 交 于 点 Ａ、 Ｂ． 过 Ａ、 Ｂ 两 点 的切 线 交 于点 Ｐ， 则 是 Ｐ Ｆ・ 是 为定值 ．
推论 ４ — １ 若 点 Ｆ为焦点 ， 则 ＰＦ 上 ＡＢ ． 推论 ４ — ２ 若 点 Ｆ为焦点 ， 则 Ｐ Ａ上Ｐ Ｂ．
分析： ｌ Ｑ Ｆ ｌ 一（ ｚ 。 ＋ｃ ） ＋ ： ＝． ． ・ ＝（ ÷ｚ 。
、２
＋ ａ） ，
所 以 Ｉ Ｑ Ｆ Ｉ ＝ Ｉ ｃ ｍ 。 ＋ ｎ Ｏ ￣ｅ ＜ｌ ， 一。 ≤ｌ ｚ ｏ ≤ａ ，
“ 神舟” 飞船 是 中 国 自行 研 制 ， 具有 完全 自主知 识 产权 ， 达到 或优 于 国际 第 三 代 载人 飞 船 技 术 的飞 船． 资料 显示 ， “ 神 舟九号 ” 飞船 于 ２ ０ １ ２年 ６月 １ ６日１ ８时 ３ ７分 发 射 升 空 ， 随后 ， 进 入 距 地 球 表 面 近 地 点 高 度 ２ ０ ０公 里 、 远 地点 高度 ３ ３ ０ 公 里 的椭 圆形轨 道． 关于行 星（ 航天 器 ） 运 行椭 圆轨 道 的近 日（ 地） 点、 远 日（ 地） 点 的 问题 引 起 高 中数 学 教 科 书 的 编者 的关 注， 特别 为此 配制 了 占较 大 比重 的例 题 或 习题 ， 但 在 问题 的陈述 中都 是 直 接 告 知 近 日（ 地） 点 和 远 日（ 地） 点是 椭 圆长轴 的两 个端 点 ， 如 图所 示． 至 于为什 么长 轴两 端点是 近 地点 和 远地 点 ， 教 材 中没有 给 出解 释． 编者 似乎有 意 把这 个很 有 价值 的探