热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

在“北斗”卫星导航系统中,同步卫星起到非常重要的作用,这些卫星运动在离地心的距离为r的圆形轨道上.已知某颗卫星的质量m,引力常量G,地球自转周期为T,请根据以上信息,求出下列物理量(用题中给出的物理量表示).

(1)同步卫星运动的角速度大小;

(2)地球对该卫星的吸引力大小;

(3)地球的质量大.

正确答案

解:(1)已知同步卫星的周期与地球自转的周期相同,即为T,则据角速度与周期的关系有同步卫星的角速度

ω=

(2)地球对卫星的吸引力提供卫星圆周运动的向心力,所以地球对卫星吸引力

F=F=mrω2=

(3)地球对卫星的万有引力提供圆周运动的向心力故有:

所以地球的质量M=

答:(1)同步卫星的角速度为ω=

(2)地球对卫星的吸引力F=

(3)地球的质量为M=

解析

解:(1)已知同步卫星的周期与地球自转的周期相同,即为T,则据角速度与周期的关系有同步卫星的角速度

ω=

(2)地球对卫星的吸引力提供卫星圆周运动的向心力,所以地球对卫星吸引力

F=F=mrω2=

(3)地球对卫星的万有引力提供圆周运动的向心力故有:

所以地球的质量M=

答:(1)同步卫星的角速度为ω=

(2)地球对卫星的吸引力F=

(3)地球的质量为M=

1
题型: 多选题
|
多选题

人造卫星在圆形轨道上绕地球运转,其轨道半径、周期和环绕速度的关系是(  )

A半径越小,速度越小,周期越小

B半径越小,速度越大,周期越小

C半径越大,速度越大,周期越小

D半径越大,速度越小,周期越大

正确答案

B,D

解析

解:根据万有引力提供圆周运动向心力有:知:

周期T=可知轨道半径大的周期大,根据v=可知轨道半径大的线速度小.

所以AC错误,BD正确.

故选:BD.

1
题型:简答题
|
简答题

一颗在赤道上空运行的人造地球卫星,其轨道半径为r=2R(R为地球半径),卫星的运动方向与地球的自转方向相同,已知地球的自转周期为T,地球表面的重力加速度为g.

(1)求人造卫星绕地球运转的周期;

(2)若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方,求它至少绕过多长时间再次通过该建筑物的正上方.

正确答案

解:(1)地球对卫星的万有引力提供作圆周运动的向心力

          

设地球表面一物体m´,地面表面附近万有引力等于重力得

解得:

(2)以地面为参照物,卫星再次出现在建筑物上方时,建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π.

即ω△t-ω△t=2π

所以

化简

解得:

答:(1)人造卫星绕地球运转的周期为

(2)若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方,则下次通过该建筑物上方需要的时间为

解析

解:(1)地球对卫星的万有引力提供作圆周运动的向心力

          

设地球表面一物体m´,地面表面附近万有引力等于重力得

解得:

(2)以地面为参照物,卫星再次出现在建筑物上方时,建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π.

即ω△t-ω△t=2π

所以

化简

解得:

答:(1)人造卫星绕地球运转的周期为

(2)若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方,则下次通过该建筑物上方需要的时间为

1
题型: 单选题
|
单选题

2012年9月采用一箭双星的方式发射了“北斗导航卫星系统”(BDS)系统中的两颗圆轨道半径均为21332km的“北斗-M5”和“北斗M-6”卫星,其轨道如图所示.关于这两颗卫星,下列说法正确的是(  )

A两颗卫星绕地球运行的向心加速度大小相等

B两颗卫星绕地球的运行速率均大于7.9km/s

C北斗-M5绕地球的运行周期大于地球的自转周期

D北斗-M6绕地球的运行速率大于北斗-M5的运行速率

正确答案

A

解析

解:根据万有引力提供卫星圆周运动向心力:=可知:

A、向心加速度a=知,两卫星轨道半径大小相等,故向心加速度大小相等,故A正确;

B、卫星运行线速度v=知,轨道半径越大,则线速度越小,又因为v=7.9km/s是近地卫星运行的速度,故两颗北斗卫星运行速率均小于v=7.9km/s,故B错误;

C、卫星的周期T=,所以轨道半径越大,周期越大,又因为地球同步卫星的轨道高度大约为36000KM,远大于北斗-M5卫星的轨道高度,故其周期小于地球自转周期,故C错误.

D、由B分析知,两颗北斗卫星轨道半径大小相等,所以绕地球运行速率大小相等,故D错误.

故选:A

1
题型: 多选题
|
多选题

地球半径R0,地面重力加速度为g,若卫星距地面R0处做匀速圆周运动,则(  )

A卫星速度为

B卫星的角速度为

C卫星的加速度为

D卫星周期为2π

正确答案

A,B

解析

解:根据万有引力提供向心力

=m=mω2r=m

r=2R0

根据万有引力等于重力得

=mg

A、v==,故A正确;

B、ω==,故B正确;

C、a==,故C错误;

D、T=2π=4π,故D错误;

故选:AB.

1
题型: 单选题
|
单选题

2011年11月3日是,我国发射的“天宫一号”目标飞行器与发射的“神舟八号”飞船成功进行了第一次无人交会对接.假设对接前“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的轨道如图所示,虚线A代表“天宫一号”的轨道,虚线B代表“神舟八号”的轨道,由此可以判断(  )

A“天宫一号”的运行速率小于“神舟八号”的运行速率

B“天宫一号”和“神舟八号”的运行速率均大于第一宇宙速度

C“天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期

D“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度

正确答案

A

解析

解:A、C、D由万有引力提供向心力得,G=m=m=ma

则得v=,T=2π,a=

可知,轨道半径越大,运行速率越小,周期越大,向心加速度越小,故A正确,CD错误.

B、第一宇宙速度是卫星环绕地球做圆周运动最大的运行速度.故“天宫一号”和“神舟八号”的运行速率均小于第一宇宙速度.故B错误.

故选A

1
题型: 多选题
|
多选题

下列关于人造地球卫星与宇宙飞船的说法中,正确的是(  )

A如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期,再利用万有引力常量,就可以算出地球的质量

B两颗人造地球卫星,只要它们的绕行速率相等,不管它们的质量、形状差别有多大,它们的绕行半径和绕行周期都一定相同

C原来在某一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后,若要使后一卫星追上前一卫星并发生碰撞,只要将后者的速率增大一些即可

D一只绕火星飞行的宇宙飞船,宇航员从舱内慢慢走出,并离开飞船,飞船因质量减小,所受万有引力减小,故飞行速度减小

正确答案

A,B

解析

解:A、设地球的质量为M,卫星的质量m,轨道半径和周期分别为r和T,则有

         G   得到地球的质量为  M=,即根据人造地球卫星的轨道半径、周期和万有引力常量,可以算出地球的质量.故A正确.

     B、人造地球卫星速度公式v=,可见,卫星的速率与质量、形状无关,当它们的绕行速率v相等时,半径r相等,由周期T=得到,周期T相同.故B正确.

     C、原来在某一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后,速率相同,后一卫星速率增大时,做离心运动,半径将增大,不可能与前一卫星碰撞.故C错误.

     D、由速度公式v=,宇宙飞船的速率与其质量无关,宇航员从舱内慢慢走出,飞船的质量减小,但速率不变.故D错误.

故选AB

1
题型: 单选题
|
单选题

已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球自转的周期为T,试求地球同步卫星的向心加速度大小为(  )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解:设卫星离地面高度为h,

根据牛顿第二定律,则有 =ma,r=R+h

又根据万有引力等于重力得:mg=G

因a=ω2r=(R+h)

由以上三式解得a=

故选:C.

1
题型: 单选题
|
单选题

(2016•重庆校级一模)中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统.预计2020年左右,北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力.如图所示是北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图,已知a、b、c三颗卫星均作圆周运动,a是地球同步卫星,则(  )

A卫星a的角速度小于c的角速度

B卫星a的加速度小于b的加速度

C卫星a的运行速度大于第一宇宙速度

D卫星b的周期大于24h

正确答案

A

解析

解:A、由万有引力提供向心力,得,则半径大的角速度小,则A正确.

   B、由万有引力提供向心力,a=,则半径相同加速度大小相等.则B错误

   C、第一宇宙速度为近地卫星的运行速度,其值最大,所有卫星的运行速度都小于或等于它.则C错误

   D、b与a的周期相同,为24h,则D错误

故选:A

1
题型: 多选题
|
多选题

如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1上,然后经点火,卫星沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入轨道3,轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运动时.下列说法正确的是(  )

A卫星在轨道3上的周期小于在轨道1上的周期

B卫星从轨道1到轨道3动能的减小量小于势能的增加量

C卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度

D卫星在轨道3上经过P点时的速度大于它在轨道2上经过P点时的速度

正确答案

B,D

解析

解:A、由万有引力提供向心力,得G=mr,则得 T=.r越大,T越大,所以卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期,故A错误.

B、卫星从轨道1到轨道3时卫星要点火加速,总的机械能增加,所以卫星从轨道1到轨道3动能的减小量小于势能的增加量,故B正确.

C、根据牛顿第二定律得:G=ma,得 a=,在同一点,r一定,加速度a一定,所以星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度.故C错误.

D、从轨道2到轨道3,卫星要在P点做离心运动,要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力,所以应给卫星点火加速,增加所需的向心力.所以在轨道3上P点的速度大于轨道上2经过P点的速度.故D正确.

故选:BD.

1
题型:填空题
|
填空题

已知一颗人造卫星在某行星表面上空做匀速圆周运动,经时间t,卫星的行程为s,它与行星中心的连线扫过的角度为1rad,则卫星的环绕周期为______,若减小该卫星的速度,则卫星的轨道半径将______(选填“变大”、“不变”或“变小”).

正确答案

2πt

变小

解析

解:(1)由圆周运动的规律得:T=2

ω=

得:T=

由于它与行星中心的连线扫过的角度为1rad,所以T=2πt.

(2)卫星在行星表面上做圆周运动,由万有引力提供向心力,若减小该卫星的速度,则卫星需要的向心力减小,万有引力大于需要的向心力,所以卫星的轨道半径将减小.

故答案为:2πt,变小

1
题型: 多选题
|
多选题

2008年9月25日21时10分,“神舟”七号载人航天飞船在中国西昌卫星发射中心用“长征”二号F型火箭发射成功,9月27日翟志刚成功实施太空行走.已知“神舟”七号载人航天飞船在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动,地球半径为R,万有引力常量为G.则(  )

A“神舟”七号在该轨道上运行的线速度小于第一宇宙速度

B“神舟”七号在该轨道上运行的向心加速度为

C地球表面的重力加速度为

D若“神舟”七号升高到一个更高的轨道上做匀速圆周运动,其机械能变小(不考虑其质量变化)

正确答案

A,B,C

解析

解:A、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是卫星圆周运动的最大环绕速度.所以“神舟”七号运行的线速度小于第一宇宙速度,故A正确.

B、“神舟”七号做匀速圆周运动,其轨道半径为 r=R+h,向心加速度为 a=r=.故B正确.

C、研究飞船绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式有:

  G=m…①

忽略地球自转的影响,在地球表面根据万有引力等于重力列出等式有:

  G=mg…②

由①②得:g=,故C正确.

D、“神舟七号”要升高到一个更高的轨道上做匀速圆周运动,必须加速做离心运动,其机械能要增加,故D错误.

故选:ABC

1
题型: 单选题
|
单选题

关于地球同步卫星,下列说法错误的是(  )

A卫星距地面的高度不确定

B卫星的运行轨道在地球的赤道平面内

C卫星的运行周期与地球的自转周期相同

D卫星的运行角速度与地球的自转角速度相同

正确答案

A

解析

解:A、同步卫星的周期与地球的自转周期相同,根据:知同步卫星离地面有一定高度,故A错误;

B、同步卫星相对于地面是静止的,所以同步轨道必定与赤道共面,故地球同步卫星一定在赤道的正上方,故B正确;

C、D、同步卫星的周期与地球的自转周期相同,是24小时,所以卫星的运行角速度与地球的自转角速度相同. 故CD正确;

本题选错误的,故选:A.

1
题型:简答题
|
简答题

航天宇航员在月球表面完成了如下实验:如图所示,在月球表面固定一竖直光滑圆形轨道,在轨道内的最低点,放一可视为质点的小球,当给小球水平初速度v0时,小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动.已知引力常量为G,圆形轨道半径为r,月球的半径为R.求:

(1)月球表面的重力加速度g;

(2)月球的质量M;

(3)若在月球表面上发射一颗环月卫星,其最小发射速度.

正确答案

解:(1)设小球的质量为m,月球的质量为M,因小球在最高点恰好完成圆周运动,设最高点时小球速度为v,由牛顿第二定律得:

mg=

从最低点带最高点过程中,由动能定理得:

-mg×2r=mv2-

由①②得g=

(2)对于任一月球表面的物体m′,万有引力等于其重力,即:

m′g=

由③④得,M=

(3)发射一颗环月卫星,设其质量为m1,其最小发射速度v1,则有:

m1g=

联立③⑥得,

答(1)月球表面的重力加速度g=

(2)月球的质量M=

(3)最小发射速度v1=

解析

解:(1)设小球的质量为m,月球的质量为M,因小球在最高点恰好完成圆周运动,设最高点时小球速度为v,由牛顿第二定律得:

mg=

从最低点带最高点过程中,由动能定理得:

-mg×2r=mv2-

由①②得g=

(2)对于任一月球表面的物体m′,万有引力等于其重力,即:

m′g=

由③④得,M=

(3)发射一颗环月卫星,设其质量为m1,其最小发射速度v1,则有:

m1g=

联立③⑥得,

答(1)月球表面的重力加速度g=

(2)月球的质量M=

(3)最小发射速度v1=

1
题型: 单选题
|
单选题

如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,如图所示.从水星与金星在一条直线上开始计时,若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1,金星转过的角度为θ2(θ1、θ2均为锐角),则由此条件可求得(  )

A水星和金星所受到太阳的引力之比

B水星和金星的密度之比

C水星和金星表面的重力加速度之比

D水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比

正确答案

D

解析

解:A、由于不知道的水星和金星的质量之比,故无法比较水星和金星受到太阳的引力之比,故A错误.

B、水星和金星是环绕天体,无法求出质量,也无法知道它们的半径,所以求不出密度比.故B错误.

C、根据万有引力等于重力得

=mg,

g=

水星和金星是环绕天体,无法求出质量,所以无法求出水星和金星表面的重力加速度之比,故C错误;

D、根据a=rω2,轨道半径之比、角速度之比都知道,很容易求出向心加速度之比.故D正确.

故选:D.

下一知识点 : 机械能守恒定律
百度题库 > 高考 > 物理 > 万有引力与航天

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/15
  • 下一题