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2016年9月15日，“天宫二号”空间实验室在酒泉卫星发射中心成功发射，“天宫二号”是继“天宫一号”后中国自主研发的第二个空间实验室，用于进一步验证空间交会对接技术及进行一系列空间试验，开展地球观测和空间地球系统科学
、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验. 近年高考往往联系热点事件命题，“天宫二号”是高新科技的热点， 也是高考命题热点. “天宫二号”发射升空、飞行、变轨及一系列空间试验，涉及物理学上众多知识，对此进行探究，可整合课本知识，培养分析能力，现例析如下.
一、“天宫二号” 的发射
例1“天宫二号”由长征火箭运载发射，进入转移轨道后到达一定高度后入轨，绕地球表面附近做圆周运动，发射“天宫二号”需要达到的发射速度为（ ）.
A.小于7.9 km/sB.等于7.9 km/s
C.介于7.9 km/s～11.2 km/s之间
D.介于11.2 km/s～16.7 km/s之间
解析卫星发射速度达到7.9 km/s（第一宇宙速度），只能绕地球表面附近做圆周运动，若要飞向一定高度，卫星发射速度必须大于7.9 km/s， “天宫二号”最终要绕地球一定高度的轨道运行，发射速度必须大于7.9 km/s， 但要小于11.2 km/s（第二宇宙速度）， 选项C正确.如果飞行器速度大于11.2 km/s小于16.7 km/s（第三宇宙速度），卫星会挣脱地球引力束缚，脱离地月系，奔向太阳系. 如果速度大于16.7 km/s，飞行器会挣脱太阳引力束缚，脱离太阳系，奔向银河系.答案：C
命题热点本题考查对三个宇宙速度的理解，“天宫二号”的发射还可联系牛顿定律、运动学公式和功能关系等知识综合命题.
二、“天宫二号”的变轨
例2“天宫二号”由长征火箭发射后，进入近地点h1=200 km，远地点h2=347 km的椭圆轨道运行.已知地球半径R=6.37×106m.地球同步卫星的轨道半径r= 4.2×107m，则“天宫二号”在此椭圆轨道上运行的周期为多少？
解析在此椭圆轨道上运行的“天宫二号”仍为地球的卫星， 仍遵守开普勒第三定律， 此椭圆轨道半长轴a=12（h1+2R+h2）=6.645×106m， 设“天宫二号”在此椭圆轨道上运行的周期为Ta；地球同步卫星的轨道半长轴就是轨道半径r=4.2×107m，周期T=24 h.
根据开普勒第三定律 a3T2a=r3T2， 由此解出“天宫二号”运行周期 Ta=a3r3T=1.5h.
命题热点本题需建立一个适当的物理模型进行估算，考查了建模探究能力，体现了新课程注重过程与方法的要求.
三、“天宫二号”绕地球作圆周运动的速度
例3北京航天飞行控制中心9月25日成功进行两次轨道控制，将“天宫二号”调整至距地面393km的圆轨道上，使其正式进入交会对接准备阶段. “天宫二号”在距地面393km的圆轨道上绕地球作圆周运动的速度为多少？ （已知地球半径R =6.37×106m，第一宇宙速度7.9 km/s. 结果保留两位有效数字）
解析设地球质量为M， “天宫二号”质量为m，在离地面393 km的圆轨道上运行速度为v2， 已知第一宇宙速度v1=7.9 km/s，由GMmr2=mv2r， 得v=GMr∝1r，v2=v1RR+h=7.7 km/s.
命题热点“天宫二号”涉及万有引力及圆周运动等知识，此类问题解题技巧：卫星绕中心天体作圆周运动，由万有引力提供向心力，再结合圆周运动规律列式求解.
四、“天宫二号”与“神舟十一号”对接交会
例4“天宫二号”与“神舟十一号”对接模拟未来空间站的交会对接方式，即“神舟十一号”飞船利用自身机动能力追踪“天宫二号”为确保交会对接成功，“神舟十一号”为了追上“天宫二号”（ ）
A.应从较低轨道上加速
B.应从较高轨道上加速
C.应在从同宇间站同一轨道上加速
D.无论在什么轨道上只要加速就行解析“神舟”飞船要追上“天宫二号”，不能像汽车那样，对准目标加速飞去，因为在同一轨道上“神舟”飞船一旦加速，它就离开原来轨道，进入另外一条较高的圆轨道，为了缩短距离，“神舟”飞船应该先减速，进入一条比原轨道略低的椭圆轨道，使轨道周期缩短，两者各自绕地球运行，相互间距离就会缩短，经过调整后，再逐步在轨道上到达同一位置，为确保交会成功，应控制“天宫二号”在高轨道上运动（周期较大），“神舟”飞船在低轨道上运行（周期较小），然后适时加速后作离心运动，使之与“天宫二号”在高轨道上实现对接，故选项A对B错.
若“神舟”飞船在同一轨道上只加速，将要离开原轨道向外，所以“神舟”飞船只加速是不可能进行对接的，选项C、D都错.
命题热点新课程强调学生关注过程与方法，近年高考试题结合我国“神舟飞船”、 “天宫一号” 、探月工程、宇宙探测等命题，考查考生的探究能力，体现了新课程的要求.
五、神舟与天宫组合体绕地球转过的角度
例5当“神舟十一号”飞船成功捕获“天宫二号”后，对接时间共530 s，此时组合体一直处于离地高度为H=393 km的圆轨道上，求这段时间内组合体绕地球转过的角度. （地球半径为R=6.37×106m，重力加速度g取10 m/s2. 結果保留两位有效数字.）
解析设地球质量为M，“天宫”“神舟”组合体质量为m，绕地球运行周期为T，由万有引力定律和牛顿定律得
GMmr2=m（2πT）2r，又GM=gR2，由以上两式得
T=2πrRrg，已知地球半径R=6.37×106m，组合体圆轨道半径r=R+H=6.76×106 m，代入上式得T=5.3×103s.“天宫”“神九”对接持续时间t=530 s，组合体绕地球转过角度θ=360°T×t=36°.
命题热点本题以“神九”“天宫”交会对接命题，要求理解题目给出的物理情境，建立物理模型，考查考生建模探究能力. 新《考试大纲》注重了新课程理念，关注科学技术和社会经济的发展，在平时学习中，要多关注我国的航天热点，并与课本知识联系，进行相关训练，培养探究能力.
（收稿日期：2016-09-16）
、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验. 近年高考往往联系热点事件命题，“天宫二号”是高新科技的热点， 也是高考命题热点. “天宫二号”发射升空、飞行、变轨及一系列空间试验，涉及物理学上众多知识，对此进行探究，可整合课本知识，培养分析能力，现例析如下.
一、“天宫二号” 的发射
例1“天宫二号”由长征火箭运载发射，进入转移轨道后到达一定高度后入轨，绕地球表面附近做圆周运动，发射“天宫二号”需要达到的发射速度为（ ）.
A.小于7.9 km/sB.等于7.9 km/s
C.介于7.9 km/s～11.2 km/s之间
D.介于11.2 km/s～16.7 km/s之间
解析卫星发射速度达到7.9 km/s（第一宇宙速度），只能绕地球表面附近做圆周运动，若要飞向一定高度，卫星发射速度必须大于7.9 km/s， “天宫二号”最终要绕地球一定高度的轨道运行，发射速度必须大于7.9 km/s， 但要小于11.2 km/s（第二宇宙速度）， 选项C正确.如果飞行器速度大于11.2 km/s小于16.7 km/s（第三宇宙速度），卫星会挣脱地球引力束缚，脱离地月系，奔向太阳系. 如果速度大于16.7 km/s，飞行器会挣脱太阳引力束缚，脱离太阳系，奔向银河系.答案：C
命题热点本题考查对三个宇宙速度的理解，“天宫二号”的发射还可联系牛顿定律、运动学公式和功能关系等知识综合命题.
二、“天宫二号”的变轨
例2“天宫二号”由长征火箭发射后，进入近地点h1=200 km，远地点h2=347 km的椭圆轨道运行.已知地球半径R=6.37×106m.地球同步卫星的轨道半径r= 4.2×107m，则“天宫二号”在此椭圆轨道上运行的周期为多少？
解析在此椭圆轨道上运行的“天宫二号”仍为地球的卫星， 仍遵守开普勒第三定律， 此椭圆轨道半长轴a=12（h1+2R+h2）=6.645×106m， 设“天宫二号”在此椭圆轨道上运行的周期为Ta；地球同步卫星的轨道半长轴就是轨道半径r=4.2×107m，周期T=24 h.
根据开普勒第三定律 a3T2a=r3T2， 由此解出“天宫二号”运行周期 Ta=a3r3T=1.5h.
命题热点本题需建立一个适当的物理模型进行估算，考查了建模探究能力，体现了新课程注重过程与方法的要求.
三、“天宫二号”绕地球作圆周运动的速度
例3北京航天飞行控制中心9月25日成功进行两次轨道控制，将“天宫二号”调整至距地面393km的圆轨道上，使其正式进入交会对接准备阶段. “天宫二号”在距地面393km的圆轨道上绕地球作圆周运动的速度为多少？ （已知地球半径R =6.37×106m，第一宇宙速度7.9 km/s. 结果保留两位有效数字）
解析设地球质量为M， “天宫二号”质量为m，在离地面393 km的圆轨道上运行速度为v2， 已知第一宇宙速度v1=7.9 km/s，由GMmr2=mv2r， 得v=GMr∝1r，v2=v1RR+h=7.7 km/s.
命题热点“天宫二号”涉及万有引力及圆周运动等知识，此类问题解题技巧：卫星绕中心天体作圆周运动，由万有引力提供向心力，再结合圆周运动规律列式求解.
四、“天宫二号”与“神舟十一号”对接交会
例4“天宫二号”与“神舟十一号”对接模拟未来空间站的交会对接方式，即“神舟十一号”飞船利用自身机动能力追踪“天宫二号”为确保交会对接成功，“神舟十一号”为了追上“天宫二号”（ ）
A.应从较低轨道上加速
B.应从较高轨道上加速
C.应在从同宇间站同一轨道上加速
D.无论在什么轨道上只要加速就行解析“神舟”飞船要追上“天宫二号”，不能像汽车那样，对准目标加速飞去，因为在同一轨道上“神舟”飞船一旦加速，它就离开原来轨道，进入另外一条较高的圆轨道，为了缩短距离，“神舟”飞船应该先减速，进入一条比原轨道略低的椭圆轨道，使轨道周期缩短，两者各自绕地球运行，相互间距离就会缩短，经过调整后，再逐步在轨道上到达同一位置，为确保交会成功，应控制“天宫二号”在高轨道上运动（周期较大），“神舟”飞船在低轨道上运行（周期较小），然后适时加速后作离心运动，使之与“天宫二号”在高轨道上实现对接，故选项A对B错.
若“神舟”飞船在同一轨道上只加速，将要离开原轨道向外，所以“神舟”飞船只加速是不可能进行对接的，选项C、D都错.
命题热点新课程强调学生关注过程与方法，近年高考试题结合我国“神舟飞船”、 “天宫一号” 、探月工程、宇宙探测等命题，考查考生的探究能力，体现了新课程的要求.
五、神舟与天宫组合体绕地球转过的角度
例5当“神舟十一号”飞船成功捕获“天宫二号”后，对接时间共530 s，此时组合体一直处于离地高度为H=393 km的圆轨道上，求这段时间内组合体绕地球转过的角度. （地球半径为R=6.37×106m，重力加速度g取10 m/s2. 結果保留两位有效数字.）
解析设地球质量为M，“天宫”“神舟”组合体质量为m，绕地球运行周期为T，由万有引力定律和牛顿定律得
GMmr2=m（2πT）2r，又GM=gR2，由以上两式得
T=2πrRrg，已知地球半径R=6.37×106m，组合体圆轨道半径r=R+H=6.76×106 m，代入上式得T=5.3×103s.“天宫”“神九”对接持续时间t=530 s，组合体绕地球转过角度θ=360°T×t=36°.
命题热点本题以“神九”“天宫”交会对接命题，要求理解题目给出的物理情境，建立物理模型，考查考生建模探究能力. 新《考试大纲》注重了新课程理念，关注科学技术和社会经济的发展，在平时学习中，要多关注我国的航天热点，并与课本知识联系，进行相关训练，培养探究能力.
（收稿日期：2016-09-16）