- 万有引力与航天
- 共16469题
地球同步卫星到地心距离r可由,求出已知式中a的单位是m,b的单是s,c的单位是m/s2,则( )
正确答案
解析
解:物体在万有引力作用下做匀速圆周运动,其所需的向心力由万有引力提供,
即:=
r
整理得到:r3=
此表达式和题目所给的表达式还有不同之处,那么我们可以用黄金代换:GM=gR2(R是地球半径)
代入得到:r3=
结合题目所给单位,a的单位是s,则a对应同步卫星的周期T,也是地球自转周期T,b的单位是m,则b对应地球半径R,
c的单位米每二次方秒,则c对应重力加速度g
所以A正确,B、C、D错误
故选A.
同步卫星相对地面静止不动,犹如悬在高空中,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、所有同步卫星的运行周期都与地球自转周期相同,故A正确.
B、同步卫星做匀速圆周运动,速度方向必然改变,加速度不为零,故B错误;
C、因为同步卫星要和地球自转同步,即ω相同,根据F==mω2r,因为ω是一定值,所以 r 也是一定值,所以它运行的轨道半径是确定的值,所以同步卫星的高度是不变的,且在赤道平面上空,故C错误;
D、第一宇宙速度是发射卫星的最小速度,是环绕地球运动的最大速度,所以同步卫星的速度小于第一宇宙速度,故D错误.
故选:A.
关于“亚洲一号”地球同步卫星,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、地球同步卫星距离地球的高度约为36000 km,半径一样,所以各国发射的这种卫星轨道半径都一样,与质量无关,故A错误.
B、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是最大的圆周运动的环绕速度.而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径,根据v的表达式v=可以发现,同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度.故B正确;
C、地球同步卫星只能定点在赤道正上空,不可能经过北京的正上空,故C错误.
D、根据万有引力提供向心力得:=ma,
r=5.6R+R
根据地球表面万有引力等于重力得:=mg
由以上两等式得:a=g,所以它的向心加速度约是地面处的重力加速度的
g,故D错误.
故选:B.
(2016•上海模拟)同步卫星轨道半径为r,运行速率为v1,加速度为a1.地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R.则a1:a2=______,v1:v2=______.
正确答案
r:R
:
解析
解:因为同步卫星的周期等于地球自转的周期,所以角速度相等,根据a=rω2得:a1:a2=r:R.
根据万有引力提供向心力有:G=m
,
解得:v=,
则:v1:v2=:
.
故答案为:r:R,:
.
同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的.所以同步卫星只能在赤道的正上方.
因为同步卫星要和地球自转同步,即ω相同,根据F==mω2r,因为ω是一定值,所以 r 也是一定值,所以同步卫星离地心的距离是一定的.
故选:D.
一颗人造地球卫星距地面的高度为h,设地球半径为R,卫星运动周期为T,地球表面处的重力加速度为g,则该同步卫星的线速度的大小应该为( )
正确答案
解析
解:设地球的质量为M,静止在地面上的物体质量为m,忽略地球的自转时,
mg=F万有引力=G
所以 GM=gR2
人造地球卫星做匀速圆周运动时由万有引力提供向心力:
G=m
由以上两式得该人造地球卫星的线速度的大小:v=
故选:C
汶川地震中有2300个移动通信基站在地震中受损,一些受灾严重的地区通信完全中断.汶川地震后人们发现了卫星通信的重大作用.通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星,如图所示在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星,就覆盖了几乎全部地球表面,可以实现全球通信.下列有关说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、地震波包括横波和纵波两种,故A正确;
B、根据万有引力提供向心力,列出等式:=m
(R+h),其中R为地球半径,h为同步卫星离地面的高度.
由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,所以T为一定值,根据上面等式得出:同步卫星离地面的高度h也为一定值.
同步卫星若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的.所以我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空,所以地球同步卫星绕地球运行的轨道在赤道平面内且半径相同.故B错误;
C、光缆通信具有传输容量大、通信效果好、保密性强的优点.故C正确;
D、同步卫星的周期与地球自转周期相同,根据ω=,所以地球同步卫星运行的角速度与地球自转的角速度相等,故D正确.
本题选不正确的,故选:B.
关于地球同步卫星,下列说法中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、B、第一宇宙速度为环绕地球表面运行的速度,由卫星运行速度v=得知,由于球同步卫星离地面有一定高度,故r>R地,故它运行的线速度一定小于7.9km/s,故A正确,B错误;
C、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,且运行周期为24h,故C正确;
D、根据万有引力提供向心力,可知:G=m
(R+h),因周期一定,则可求得高度也一定,故D正确;
本题选错误的,故选:B.
我国先后发射的“风云一号”和“风云二号”气象卫星,运行轨道不同,前者采用“极地圆形轨道”,轨道平面与赤道平面垂直,通过地球两极,每12小时巡视地球一周,每天只能对同一地区进行两次观测;后者采用“地球同步轨道”,轨道平面在赤道平面内,能对同一地区进行连续观测.两种不同轨道的气象卫星在运行与观测时( )
正确答案
解析
解:A、“风云二号”卫星是同步卫星,相对地球静止,观测的区域是固定的不变的,而“风云一号”卫星是极地卫星,观测的区域是全球范围,故“风云一号”卫星观测区域比“风云二号”卫星观测区域大.故A正确.
B、根据万有引力提供向心力G=m(
)2r,得T=2π
.“风云二号”卫星是同步卫星,周期为24h,“风云一号”卫星是极地卫星,周期为12h,周期越大半径越大,故“风云一号”卫星轨道半径比“风云二号”卫星轨道半径小.故B错误.
C、D、根据万有引力提供向心力G=m
,得v=
,由于“风云一号”卫星轨道半径比“风云二号”卫星轨道半径小,故“风云一号”卫星运行速度比“风云二号”卫星运行速度大.故C错误,D正确.
故选:AD.
对于各国不同的地球同步卫星,下列关于它们的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的,因此同步卫星相对地面静止不动,所以同步通讯卫星必须定点在赤道上空,故A正确;
B、同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,故B正确;
C、它们的线速度大小相同,半径相同,角速度相同,向心加速度大小相同,但质量不一定相同,故C错误;
D、根据v=可以发现,同步卫星运行的线速度大小一定相同,故D正确;
故选:ABD.
(2016•南平模拟)我国发射的一颗地球同步通讯卫星,其定点位置与东经98°的经线在同一平面内.甘肃省嘉峪关有一个微波通讯站(即图中P点位置),它的经度和纬度分别为东经98°和北纬40°.已知地球半径为R,地球自转周期为T,地球表面重力加速度为g,光速为c,万有引力恒量为G.下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由题意,通过几何关系,结合地球的半径,即可求解卫星离地心的高度,再由引力提供向心力,结合转动的周期,则可求得地球的质量,故A正确;
B、由于是地球同步通讯卫星,因地球自转周期为T,那么卫星绕地球做匀速圆周运动的周期也为T,故B正确;
C、根据几何关系,结合地球的半径,可求得卫星高地球的高度,再依据t=,且光速为c,从而求得传播的时间,故C正确;
D、根据引力提供向心力,列出的表达式中,等式两边的卫星质量相约去,因此无法求解卫星的质量,故D错误;
本题选择错误的,故选:D.
亚洲一号是我国发射的地球同步通讯卫星,设地球自转的角速度恒定,则关于亚洲一号说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、同步卫星的周期与地球自转周期相同,运行周期是一天,故A正确.
B、同步卫星是指与地球相对静止的卫星.这种卫星绕地球转动的角速度与地球自转的角度速度相同,做匀速圆周运动的圆心是地心.由于地球绕地轴自西向东转,只有在赤道上空的位置,卫星受到的地球引力所产生的加速度才正好可以使卫星保持与地球相对静止的状态,因此,同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合.故B错误.
C、它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的.故C错误.
D、由万有引力提供向心力得
,因为T一样,所以半径一样,所以各国发射的这种卫星轨道半径都一样,故D正确.
故选:AD.
关于地球同步卫星,下列说法中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、B、第一宇宙速度为环绕地球表面运行的速度,由卫星运行速度v=得知,由于球同步卫星离地面有一定高度,故r>R地,故它运行的线速度一定小于7.9km/s,故A正确,B错误;
C、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,且运行周期为24h,故C正确;
D、根据万有引力提供向心力,可知:G,因周期一定,则可求得高度也一定,故D正确;
本题选错误的,故选:B.
地球同步卫星到地心的距离r可由r3=求出.已知式中a的单位是m,b的单位是s,c的单位是m/s2,则下列描述正确的是( )
①a是地球半径,b是地球自转的周期,c是地球表面处的重力加速度
②a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,c是同步卫星的加速度
③a是赤道周长,b是地球自转的周期,c是同步卫星的加速度
④a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,c是地球表面处的重力加速度.
正确答案
解析
解:物体在万有引力作用下做匀速圆周运动,其所需的向心力由万有引力提供,
即:=
=
因为地球同步卫星到地心的距离r中包含4π2,
所以此题用的公式应是=
整理得到:r3=①
此表达式和题目所给的表达式还有不同之处,那么我们可以用黄金代换:GM=gR2(R是地球半径)
代入①得到:r3=;
结合题目所给单位,a的单位是米,则a对应地球半径R,b的单位是秒,则b对应同步卫星的周期T,也是地球自转周期T,c的单位米每二次方秒,则c对应重力加速度g;故:①④正确,②③错误;
故选:A.
我国研制的北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,计划到2020年完全建成.系统由5颗地球同步轨道和30颗地球非同步轨道卫星组网而成.2012年12月27日,北斗导航系统正式投入运营.这些卫星的运动均可看作匀速圆周运动,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、同步轨道卫星轨道只能在赤道上空,故A错误;
B、根据v= 可知,轨道半径越小则线速度越大,轨道最小对应的速度为第一宇宙速度7.9km/s,故B错误;
C、地球同步卫星是与地球自转同步,不是与月于绕地球的周期,故C错误;
D、根据v= 可知,离地球越近的卫星轨道半径越小,故线速度越大,D正确.
故选:D.
扫码查看完整答案与解析