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题型: 单选题
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单选题

我国为了研究月球,分别发射了“嫦娥一号”和“嫦娥二号”,已知“嫦娥一号”围绕月球的半径为200公里,“嫦娥二号”围绕月球的半径为100公里,下列说法正确的有(  )

A“嫦娥一号”的线速度比嫦娥二号”大

B“嫦娥一号”的角速度比嫦娥二号”大

C“嫦娥一号”的周期比嫦娥二号”大

D“嫦娥一号”的加速度比嫦娥二号”大

正确答案

C

解析

解:由题意知卫星围绕月球做圆周运动时,向心力由万有引力提供,令月球质量为M,卫星质量为m,半径为r,列式有:

得:

A、线速度,半径大的嫦娥一号线速度较小,故A错误;

B、角速度,半径大的嫦娥一号角速度小,故B错误;

C、周期T=,半径大的嫦娥一号周期大,故C正确;

D、向心加速度,半径大的嫦娥一号向心加速度小,故D错误.

故选C.

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题型:填空题
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填空题

两颗人造地球卫星,它们的质量之比m1:m2=1:2,它们的轨道半径之比R1:R2=1:4,那么它们所受的向心力之比F1:F2=______;它们的线速度之比V1:V2=______;它们的角速度之比ω1:ω2=______

正确答案

8:1

2:1

8:1

解析

解:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,

有:F=F=

两颗人造地球卫星,它们的质最之比为m1:m2=1:2,它们的轨道半径之比为:R1:R2=1:4,

所以有:F1:F2=8:1,

线速度为:v=,所以有:v1:v2=2:1,

角速度为:,所以有:ω1:ω2=8:1.

故答案为:8:1,2:1,8:1.

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题型: 单选题
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单选题

我国自主研发的北斗导航系统已正式投人商业运行,北斗导航系统又被称为“双星定位系统”、具有导航、定位等功能.如图所示,北斗导航系统中的两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动,且轨道半径均为r某时刻工作卫星1、2分别位于轨道上的A,B两个位置,若两卫星均沿顺时针方向运行,地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力,下列判断正确的是(  )

A卫星1向后喷气就一定能够追上卫星2

B卫星1由A位置运动到B位置的过程中万有引力做正功

C这两颗卫星的加速度大小相等,均为

D卫星1由位置A运动到B位置所需的时间是

正确答案

C

解析

解:A、卫星1向后喷气,卫星做加速运动,在轨道上做圆周运动所需向心力增加,而提供向心力的万有引力没有发生变化,故卫星将做离心运动,卫星轨道变大,故卫星不能追上同轨道运行的卫星2,故A错误;

B、卫星绕地球做匀速圆周运动的过程中,万有引力提供圆周运动的向心力,故从位置1运动到位置2的过程中,万有引力始终指向圆心与卫星运动的速度方向垂直,故此过程中万有引力对卫星不做功,故B错误;

C、在地球表面重力与万有引力大小相等有可得GM=gR2,又卫星在轨道上运动万有引力提供圆周运动的加速度,故有可得卫星的加速度

a=,故C正确;

D、万有引力提供圆周运动向心力有:可得卫星运行周期为:

T=

所以卫星从位置1到位置2所需时间t=,故D错误.

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行,已知地球的第一宇宙速度为v1=7.9km/s,地球表面重力加速度为g=9.8m/s2.求:

(1)这颗卫星运行的线速度为多大?

(2)它绕地球运动的向心加速度为多大?

正确答案

解:(1)人造地球卫星在圆形轨道上运行时,由万有引力提供向心力,则有:

解得,v=

对于卫星的第一宇宙速度有:v1=

代入数据解得:v=5.58km/s

(2)根据牛顿第二定律得:

ma=

得加速度为:a==

又mg=

联立是两式得:a==2.45m/s2

答:(1)这颗卫星运行的线速度为5.58km/s;

(2)它绕地球运动的向心加速度为2.45m/s2

解析

解:(1)人造地球卫星在圆形轨道上运行时,由万有引力提供向心力,则有:

解得,v=

对于卫星的第一宇宙速度有:v1=

代入数据解得:v=5.58km/s

(2)根据牛顿第二定律得:

ma=

得加速度为:a==

又mg=

联立是两式得:a==2.45m/s2

答:(1)这颗卫星运行的线速度为5.58km/s;

(2)它绕地球运动的向心加速度为2.45m/s2

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题型: 单选题
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单选题

2015年3月30号晚上9点52分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,将我国首颗新一代北斗导航卫星发射升空,于31号凌晨3点34分顺利进入预定轨道.这次发射的新一代北斗导航卫星,是我国发射的第17颗北斗导航卫星.北斗卫星导航系统空间段计划由35颗卫星组成,包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星.中地球轨道卫星和静止轨道卫星都绕地球球心做圆周运动,中地球轨道卫星离地面高度低,则中地球轨道卫星与静止轨道卫星相比,做圆周运动的(  )

A周期大

B线速度小

C角速度小

D向心加速度大

正确答案

D

解析

解:卫星离地面的高度越低,则运动半径越小,根据万有引力提供圆周运动向心力得:,则

A、周期T=,知半径r越小,周期越小,故A错误;

B、线速度v=,知半径r越小,线速度越大,故B错误;

C、角速度,知半径r越小,角速度越大,故C错误;

D、向心加速度a=,知半径r越小,向心加速度越大,故D正确;

故选:D

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题型: 多选题
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多选题

对于在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,下列说法中正确的是(  )

A轨道半径大的卫星运行的周期大

B轨道半径大的卫星向心加速度大

C轨道半径大的卫星运行的角速度大

D轨道半径大的卫星运行的线速度小

正确答案

A,D

解析

解:万有引力提供卫星绕地球做圆周运动的向心力

A、周期T=,知轨道半径大的运行周期大,故A正确;

B、向心加速度,知轨道半径大的运行向心加速度小,故B错误;

C、角速度,知轨道半径大的卫星运行角速度小,故C错误;

D、,知轨道半径大的卫星运行线速度小,故D正确.

故选:AD.

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题型: 多选题
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多选题

“天宫一号”是我国第一个目标飞行器和空间实验室.已知“天宫一号”绕地球的运  动可看做匀速圆周运动.转一周所用的时间约90分钟.关于“天宫一号”,下列说法正确的是(  )

A“天宫一号”离地面的高度一定比地球同步卫星离地面的高度小

B“天宫一号”的线速度一定比静止于赤道上的物体的线速度小

C“天宫一号”的角速度约为地球同步卫星角速度的16倍

D当宇航员站立于“天宫一号”内不动时,他所受的合力为零

正确答案

A,C

解析

解:A、根据万有引力提供向心力G =mr,得T=2π ,由此可知,周期越大,轨道半径肯定越大,同步卫星的周期是24h,远大于天宫一号的周期90分钟,故“天宫一号”离地面的高度比地球同步卫星离地面的高度小.故A正确.

B、根据万有引力提供向心力G =m,得v=,由此可知,轨道半径越大,速度越小,同步卫星的轨道半径远大于天宫一号的轨道半径,所以“天宫一号”的线速度比地球同步卫星的线速度大,由v=rω知,静止于赤道上的物体的线速度比同步卫星的线速度小,因此“天宫一号”的线速度一定比静止于赤道上的物体的线速度大,故B错误.

C、据上分析知“天宫一号”的周期约为地球同步卫星周期的,由ω=知“天宫一号”的角速度约为地球同步卫星角速度的16倍.故C正确.

D、天宫一号及里面的人和物都处于失重状态,受力不平衡,合力不为零,故D错误.

故选:AC.

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题型:简答题
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简答题

天文观测到某行星有一颗以半径R、周期T环绕该行星做圆周运动的卫星,已知卫星质量为m.求:

(1)该行星的质量M是多大?

(2)如果该行星的半径是卫星运动轨道半径的,那么行星表面处的重力加速度是多大?

正确答案

解:(1)根据万有引力定律和向心力公式:(1)

解得

(2)在行星表面,万有引力等于重力:(2)

联立(1)(2)得:

答:(1)该行星的质量;(2)行星表面处的重力加速度

解析

解:(1)根据万有引力定律和向心力公式:(1)

解得

(2)在行星表面,万有引力等于重力:(2)

联立(1)(2)得:

答:(1)该行星的质量;(2)行星表面处的重力加速度

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题型: 单选题
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单选题

2008年9月25日,我国成功发射了“神舟七号”载人飞船.在飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中,下列说法正确的是(  )

A已知飞船的运动轨道半径、周期和万有引力常量,就可以算出飞船的质量

B若地面观察站人员看到飞船内的物体悬浮在舱中,则物体不受力作用

C若在此轨道上有沿同一方向绕行的前后两艘飞船,则后一飞船不能用加速的方法与前一飞船对接

D舱中的宇航员所需要的向心力和飞船所需要的向心力相同

正确答案

C

解析

解:A、根据知,已知轨道半径、周期、引力常量,可以求出地球的质量,但不能求出飞船的质量.故A错误.

B、飞船绕地球做圆周运动,里面的物体也绕地球做圆周运动,受到地球的万有引力提供圆周运动的向心力.故B错误.

C、在此轨道上有沿同一方向绕行的前后两艘飞船,若加速,万有引力不够提供向心力,将做离心运动,离开原轨道,不会与前面的飞船对接.故C正确.

D、根据F=,由于宇航员的质量与飞船的质量不等,所以所受的向心力不等.故D错误.

故选C.

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题型: 单选题
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单选题

假设两颗近地卫星1和2的质量相同,都绕地球做匀速圆周运动,如图所示,卫星2的轨道半径更大些.两颗卫星相比较,下列说法中正确的是(  )

A卫星1的向心加速度较小

B卫星1的线速度较小

C卫星1的角速度较小

D卫星1的周期较小

正确答案

D

解析

解:卫星围绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供圆周运动向心力有

,所以:

A、向心加速度知,轨道半径小的卫星1向心加速度来得大,故A错误;

B、线速度知,轨道半径小的卫星1线速度来得大,故B错误;

C、角速度知,轨道半径小的卫星1的角速度较大,故C错误;

D、周期T=知,轨道半径小的卫星1的周期来得小,故D正确.

故选:D

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题型: 多选题
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多选题

发射地球同步卫星时,先将卫星发射到近地圆轨道1,然后在圆轨道1的Q点经点火使卫星沿椭圆轨道2运行,待卫星到椭圆轨道2上距地球最远点P处,再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,如图所示.则卫星在轨道1、2和3上正常运行时,有(  )

A卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度

C卫星在轨道1上经Q点的加速度等于它在轨道2上经Q点的加速度

D卫星在轨道2上运行时经过P点的加速度跟经过Q点的加速度相等

正确答案

B,C

解析

解:A、人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有

解得:

v=

轨道3半径比轨道1半径大,卫星在轨道1上线速度较大,故A错误;

B、ω=

轨道3半径比轨道1半径大,卫星在轨道3上线速度较小,故B正确;

C、根据牛顿第二定律和万有引力定律得:a=,所以卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道1上经过Q点的加速度.故C正确.

D、根据a=,加速度取决于距离r,故卫星在轨道2上运行时经过P点的加速度跟经过Q点的加速度不相等,故D错误.

故选:BC.

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题型: 单选题
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单选题

2010年10月1日我国成功利用长征三号甲运载火箭将探月卫星“嫦娥二号”发射成功.经过两次太空“刹车”,“嫦娥二号”卫星在距月球表面100公里的极月圆轨道上绕月飞行.相比2007年10月24日发射的“嫦娥一号”(绕月运行高度为200公里,运行周期127分钟),更接近月球表面,成像更清晰.根据以上信息,下列判断正确的是(  )

A“嫦娥二号”环月运行时的线速度比“嫦娥一号”更小

B“嫦娥二号”环月运行时的角速度比“嫦娥一号”更小

C“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小

D“嫦娥二号”环月运行时的向心加速度比“嫦娥一号”更小

正确答案

C

解析

解:根据万有引力等于向心力

解得

由以上各式可知,当卫星里月球越远,即r越大,v越小,ω越小,T越大,a越小.

所以“嫦娥二号”环月运行时的线速度比“嫦娥一号”更大,“嫦娥二号”环月运行时的角速度比“嫦娥一号”更大,“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小,“嫦娥二号”环月运行时的向心加速度比“嫦娥一号”更大.故C正确.

故选C.

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题型:填空题
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填空题

若已知某行星的平均密度为ρ,引力常量为G,那么在该行星表面附近运动的人造卫星的角速度大小为______

正确答案

解析

解:令行星半径为R,则行星的质量M=

近地人造卫星的向心力由万有引力提供有:

G

可得角速度=

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

有两个人造地球卫星,都绕地球做匀速圆周运动,已知它们的轨道半径之比r1:r2=4:1,质量之比m1:m2=1:2求这两个卫星的:

(1)线速度之比;

(2)角速度之比;

(3)向心加速度之比; 

(4)向心力之比.

正确答案

解:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有F=F

解得:v=

ω=

a=

向心力F=

卫星质量之比m1:m2=1:2,轨道半径之比r1:r2=4:1,

所以它们的线速度之比v1:v2=1:2.

角速度之比ω1:ω2=1:8

向心加速度之比a1:a2=1:16

向心力之比F1:F2=1:32

答:(1)线速度之比为1:2;(2)角速度之比为1:8;(3)向心加速度之比为1:16;(4)向心力之比为1:32.

解析

解:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有F=F

解得:v=

ω=

a=

向心力F=

卫星质量之比m1:m2=1:2,轨道半径之比r1:r2=4:1,

所以它们的线速度之比v1:v2=1:2.

角速度之比ω1:ω2=1:8

向心加速度之比a1:a2=1:16

向心力之比F1:F2=1:32

答:(1)线速度之比为1:2;(2)角速度之比为1:8;(3)向心加速度之比为1:16;(4)向心力之比为1:32.

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题型: 单选题
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单选题

(2016•莆田模拟)卫星A和B均绕地球做匀速圆周运动,其角速度之比ωA:ωB=1:8,则两颗卫星的(  )

A轨道半径之比rA:rB=64:1

B轨道半径之比rA:rB=1:4

C运行速度之比VA:VB=1:

D运行速度之比vA:vB=1:2

正确答案

D

解析

解:根据=mrω2得,v=

因为角速度之比为1:8,则轨道半径之比为rA:rB=4:1,线速度之比vA:vB=1:2.故D正确,A、B、C错误.

故选:D.

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