【精准解析】高中物理人教版必修2一课三测：6.5-6宇宙航行经典力学的局限性

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5　宇宙航行

6　经典力学的局限性

记一记

宇宙航行与经典力学的局限性知识体系

3个速度——第一、二、三宇宙速度

几个关系——线速度、角速度、周期与轨道半径的关系

辨一辨

1.第一宇宙速度与地球的质量有关．(√)

2．地球同步卫星可以定点于北京正上方．(×)

3．若物体的发射速度大于第二宇宙速度，且小于第三宇宙

速度，则物体可以绕太阳运行．(√)

4．第一宇宙速度是人造地球卫星在圆周轨道上的最大运行

速度．(√)

5．在经典力学中，物体的质量随物体的运动状态变化而改

变．(×)

6．在狭义相对论中，物体的质量随物体的速度的增大而增

大．(√)

7．在一切惯性参考系中，测得的真空中的光速 c是相同的．

(√)

想一想

1.人造卫星能够绕地球转动而不落回地面，是否是由于卫星

不再受到地球引力的作用？

提示：不是．人造地球卫星之所以能绕地球做圆周运动，正

是地球对卫星的万有引力充当了向心力．

2．第一、第二、第三宇宙速度的物理意义是什么？

提示：第一、第二和第三宇宙速度指的都是发射速度——即

在地面给发射体的初速度．分别对应能使物体成为地球卫星、脱

离地球引力束缚和脱离太阳引力束缚的最小发射速度．

3．是否在远轨道运行的卫星的机械能一定大于近轨道运行

卫星的机械能？

提示：不是．只有同一卫星在远轨道运行的机械能才大于在

近轨道运行的机械能．不同卫星因其质量可能不同，故无法比较

其机械能的大小．

4．何为经典力学？其局限性何在？

提示：经典力学是以牛顿三定律为基础理论体系，只能用于

讨论宏观物体低速运动的问题，对于微观粒子的运动和高速运动

问题的讨论则不适用．

思考感悟：　

　练一练

1.[2019·广东省普通高中考试]关于经典力学的适用范围和局

限性，下列说法正确的是(　　)

A．经典力学过时了，应该被量子力学所取代

B．由于超音速飞机的速度太大，其运动不能用经典力学来

解释

C．人造卫星的运动不适合用经典力学来描述

D．当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学

来描述

答案：D

2．[2019·广东省 6月普通高中考试]关于地球同步通讯卫星，

下列说法正确的是(　　)

A．若其质量加倍，则轨道半径也要加倍

B．它以第一宇宙速度运行

C．它以第二宇宙速度运行

D．它绕地球运行时的角速度与地球自转角速度相同

答案：D

3．[2019·浙江省普通高中考试]如图所示为 1687 年出版的

《自然哲学的数学原理》一书中牛顿所画草图．他设想在高山上

水平抛出物体，若速度一次比一次大，落点就一次比一次远．当

速度足够大时，物理就不会落回地面，成为人造地球卫星．若不

计空气阻力，这个速度至少为(　　)

A．7.9 km/s B．8.9 km/s

C．11.2 km/s D．16.7 km/s

答案：A

4．[2019·商丘一高高一期末](多选)近年来我国在航空航天事

业上取得了长足进步，既实现了载人的航天飞行目标，又实现了

航天员的出舱活动目标．如图所示，在某次航天飞行活动中，飞

船先沿椭圆轨道 1飞行，后在远地点 P处点火

加速，由椭圆轨道 1变轨到圆轨道 2，图中 Q点为近地点．

下列判断正确的是(　　)

A．飞船在椭圆轨道 1上运行时，经过 Q点的速度小于经过

P点的速度

B．飞船在圆轨道 2上时航天员出舱前后都处于完全失重状

态

C．飞船在圆轨道 2上运行的周期大于在椭圆轨道 1上运行

的周期

D．飞船在椭圆轨道 1上通过 P点的加速度小于在圆轨道 2

上通过 P点的加速度

答案：BC

要点一宇宙速度及其理解

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