热门试卷

某课外小组经长期观测，发现靠近某行星周围有众多卫星，且相对均匀地分布于行星周围，假设所有卫星绕该行星的运动都是匀速圆周运动，通过天文观测，测得离行星最近的一颗卫星的运动半径为R1，周期为T1，已知万有引力常为G．求：

（1）行星的质量；

（2）若行星的半径为R，行星的第一宇宙速度；

（3）通过天文观测，发现离行星很远处还有一颗卫星，其运动半径为R2，周期为T2，试估算靠近行星周围众多卫星的总质量．

嫦娥二号探月卫星奔月成功这一事件极大地提高了同学们对月球的关注程度．以下是有关月球知识的几个问题，请解答：（已知月球质量为M，半径为R，万有引力常数为G）

（1）月球表面的重力加速度为多少？

（2）若在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度h为多少？

（3）若在月球上发射一颗绕它运行的卫星，则发射卫星的最小速度v为多少？

欧盟和我国合作的“伽利略”全球卫星定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道平面上的30颗轨道卫星构成，每个轨道平面上有10颗卫星，从而实现高精度的导航定位．现假设“伽利略”系统中每颗卫星均绕地心O做半径为r的匀速圆周运动，某时刻10颗卫星所在位置如图所示，相邻卫星之间的距离相等，卫星1和卫星3分别位于A、B两位置，卫星按顺时针运行．地球表面重力加速度为g，地球的半径为R．求卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间．

“神舟”五号载人飞船在绕地球飞行的第5 圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度h=342 km 的圆形轨道．已知地球半径R=6. 37 ×103 km ，地面处的重力 加速取g=10 m/s2. 试导出飞船在上述轨道上运行的周期T 的公式（用h ，R ，g 表示），然后计算周期T 的数值。

已知地球质量M=5.97×1024千克，半径R=6400千米，万有引力恒量G=6.67×10-11N•m2/kg2，求在离地面1000千米的高空沿圆形轨道运行的人造卫星的速度和周期．（保留2位有效数字）

2005年10月17日，我国第二艘载人飞船“神州六号”，在经过了115个小时32分钟的太空飞行后顺利返回．

（1）飞船的竖直发射升空的加速过程中，宇航员处于超重状态．设点火后不久，仪器显示宇航员对座舱的压力等于他体重的4倍，求：此飞船的加速度大小．（地面附近重力加速度g=10m/s2．）

（2）飞船变轨后沿圆形轨道环绕地球运行，运行周期为T，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g．求：飞船离地面的高度．

（13分）北京时间9月27日16时34分，在发射升空43个小时后，神舟七号接到开舱指令，中国航天员开始了中国人第一次舱外活动。中国人的第一次太空行走共进行了19分35秒。期间，翟志刚与飞船一起飞过了9165公里。这意味着，翟志刚成为中国“飞得最高、走得最快”的人。地球半径R取6400Km。地球表面重力加速度（g取10m/s2）

（1）试估算飞船离地面的高度。（结果保留两位有效数字）

（2）试估算飞船在轨道上运行时间的向心加速度。（结果保留两位有效数字）

已知地球质量为M，万有引力常量为G，现有一质量为m的卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r，问：

（1）卫星受到的万有引力多大？

（2）卫星所在高度处的重力加速度多大？

（3）卫星的运动周期为多大？

曲线上某处的曲率半径反映的是曲线的弯曲程度，曲率半径越小，说明曲线弯曲的程度越高；曲率半径相同，曲线弯曲程度相同．如图所示，发射卫星时先让卫星在近地轨道1上做圆周运动，后让卫星在以地球为一个焦点的椭圆轨道2上运动，最后让卫星进入同步轨道3做圆周运动．已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，同步轨道的半径为r0，卫星的质量为m0．当质量为m的卫星离地心的距离为r时，其引力势能的表达式为Ep=-（式中M为地球质量），不计近地轨道距地面的高度．

（1）求卫星在近地轨道的线速度v1，和在同步轨道的线速度v3．

（2）卫星在椭圆轨道2上近地点处、远地点处的运动均可当作圆周运动处理，圆周运动的半径可用近、远地点处的曲率半径ρ（未知）来表示，求卫星在轨道2上运动时经过近地点的速率”：和远地点的速率v2′之比．

（3）需要给卫星提供多少能量才能使其从轨道2的远地点变轨到轨道3上？

2012年6月16日18时37分24秒，执行我国首次载人交会对接任务的神舟九号飞船，从酒泉卫星发射中心点火升空．这次载人航天的一项重要任务就是实现与目标飞行器的手控对接．最终组合体将在圆形轨道上运动．如图所示，是北京航天控制中心的大屏幕上出现的一幅飞船运行轨迹图，它记录了神舟九号飞船在地球表面垂直投影的位置变化；图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈，依次飞经中太平洋地区的四次轨迹①、②、③、④，图中分别标出了各地点的经纬度（如：在轨迹①通过赤道时的经度为西经157.5°，绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°…）．

（1）根据以上信息，“神舟”九号搭载的三名宇航员在24h内可以见到日落日出的次数应为多少？

（2）设飞船离地面的高度为h，地球的半径为R，地面处的重力加速度为g，地球自转周期为T．宇航员在地球自转一周的时间内可以看到的”日出”次数n为多少？（用所给的字母表示）

在1700 km 的高空飞行的人造卫星，它的速度多大？运行周期多长？( 取g=10 m/s2 ，地球半径R=6400 km)

（选做，适合选修3-4的同学）

我国登月的“嫦娥计划”已经启动，2007年10月24日，我国自行研制的探月卫星“嫦娥一号”探测器成功发射．相比较美国宇航员已经多次登陆月球．而言，中国航天还有很多艰难的路要走．若一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况，他发现在发射到月球上的一个仪器舱旁边悬挂着一个重物在那里摆动，悬挂重物的绳长跟宇航员的身高相仿，这位物理学家看了看自己的手表，测了一下时间，于是他估测出月球表面上的自由落体加速度．请探究一下，他是怎样估测的？

“嫦娥一号” 的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面的高度为H，飞行周期为T,月球的半径为R，万有引力常量为G，假设宇航员在飞船上,飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲， 在最低点附近作半径为r的圆周运动，宇航员质量是m，飞船经过最低点时的速度是v；。求：(1)月球的质量M是多大？ (2)经过最低点时，座位对宇航员的作用力F是多大？

无人飞船“神舟”二号曾在距离地面高度H=3.4 ×105m的圆形轨道上运动了47h，求在这段时间内它绕地球旋转了多少圈？( 地球半径为6370km ，重力加速度取g=9.8 m/s2)