- 万有引力与航天
- 共16469题
地球同步卫星是与地球自转同步的人造卫星( )
正确答案
解析
解: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,因此同步卫星相对地面静止不动,它只能在赤道的正上方.
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.故A正确,B、C、D错误
故选A.
下列关于地球同步卫星的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、地球同步卫星和地球同步,因此同步卫星的周期和地球自转周期一定相同,故A错误;
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.由于轨道半径一定,则线速度的大小也一定,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,因此同步卫星相对地面静止不动,故C错误,D正确;
故选:D.
我国是少数几个能发射地球同步卫星的国家,到目前为止,我国已有多颗地球同步卫星在轨道上运行.关于同步卫星,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、同步卫星相对地面静止,但同步卫星不是处于平衡状态,因为其做圆周运动具有加速度,故A错误
B、根据T=知周期固定时,卫星的高度也确定,不可能通过调节同步卫星的线速度来调节同步卫星的高度,故B错误
C、根据a=rω2知同步卫星的加速度比静止在赤道上的物体随地球自转的加速度大,故C正确;
D、根据线速度公式V=知若同步卫星的高度是地球半径的n倍,则同步卫星的线速度是第一宇宙速度的
,故D正确
故选:CD
下列关于地球同步卫星的叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,根据ω=,所以卫星的运行角速度与地球的自转角速度相同.故A正确.
B、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B错误.
C、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,故C错误.
D、根据,可知,当轨道半径越大时,线速度越小,则卫星的运行速度小于7.9km/s.故D错误.
故选:A.
关于两颗不同国家发射的地球同步卫星,下列说法正确的是( )
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.故A错误.
B、根据万有引力提供向心力,列出等式:=m
,其中r为运行的轨道半径.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:同步卫星轨道半径为一定值.故B错误.
C、根据万有引力提供向心力,列出等式:=m
,可知运行的速度大小不变,故C正确.
D、由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,根据ω= 所以卫星的运行角速度与地球的自转角速度相同.故D错误.
故选:C.
关于同步卫星(它相对于地面静止不动),下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据同步卫星与地球自转同步,与地面相对静止,同时卫星受到地球的万有引力提供向心力,指向圆心,万有引力指向地心,故同步卫星只能在赤道上空,故A正确;
B、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和速率是确定的值.故B正确.
C、卫星的速度公式v=可知同步卫星的速度小于近地卫星的环绕速度,即小于第一宇宙速度7.9km/s,故C错误;
D、根据D选项分析,故D错误.
故选:AB.
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,则以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、地球同步卫星的周期与地球自转周期相同,只能定点在赤道的正上方,根据开普勒第三定律可知,同步卫星轨道半径是一定的,故A正确.
B、第一宇宙速度是卫星环绕地球圆周运动的最大速度,等于近地卫星,地球同步卫星小于第一宇宙速度,故B错误.
CD、卫星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,即引力提供向心力,有:
G=ma=mω2r=m
r
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G=m
r
整理得到:r3= ①
在地面上,根据重力等于万有引力,有m′g=,可得: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m,则a对应地球半径R,b的单位是s,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对应地球表面的重力加速度g;故C错误,D正确.
故选:AD.
关于“亚洲一号”地球同步通信卫星,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、7.9km/s是第一宇宙速度,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,
所以同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度,故A错误
B、根据万有引力提供向心力,列出等式:=m
r,r=R+h
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.
已知它的质量是1.42T,若它的质量变为2.84T,其轨道半径不变,故B错误,D正确
C、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卫星不可以定位在首都北京的上方,故C错误
故选D.
假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍,则( )
正确答案
解析
解:A、研究同步卫星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:=m
解得:v=,其中r为同步卫星的轨道半径.
地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍,即r=nR,所以v==
而第一宇宙速度为:
所以同步卫星的运行速度是第一宇宙速的倍.故A错误,B正确.
C、研究同步卫星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:=ma,解得:a=
根据地球表面万有引力等于重力得:=mg,解得:g=
=
=
所以同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍,故C错误.
D、同步卫星的周期与地球自转周期相同,即同步卫星和地球赤道上物体随地球自转具有相等的角速度.
根据圆周运动公式得:v=ωr,
因为r=nR
所以同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的n倍.故D正确.
故选:BD.
人造地球卫星可以看起来相对地面静止,就是我们常说的同步卫星.地球半径为R,质量为M,自转周期为T,同步卫星距离地面高度为h,运行速度为v.下列表达式正确的是( )
正确答案
解析
解:根据万有引力提供向心力F万=F向
G=m(
)2(R+h)
解得:h=-R
又v=
把h的值代入上式中得:
v=,故ABD错误,C正确;
故选:C.
同步卫星离地心的距离为r,运行速率为υ1,加速度为a1;地球上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υ2,地球的半径为R,则下列比值正确的是( )
正确答案
解析
解:对于地球同步卫星和以第一宇宙速度运动的近地卫星,由万有引力提供做匀速圆周运动所需向心力得到:
m=m
,
m=m
得:=
,
因为地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同,
由a1=ω2r,a2=ω2R
可得,=
,故C正确,ABD错误;
故选:C.
关于同步卫星(它相对于地面静止不动),下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据同步卫星与地球自转同步,与地面相对静止,同时卫星受到地球的万有引力提供向心力,指向圆心,万有引力指向地心,故同步卫星只能在赤道上空,故A错误;
B、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和速率是确定的值.故B正确.
C、卫星的速度公式v=可知同步卫星的速度小于近地卫星的环绕速度,即小于第一宇宙速度7.9km/s,故C错误;
D、根据D选项分析,故D错误.
故选B.
已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球同歩卫星的周期为T.试求地球同歩卫星的高度和运行速率.
正确答案
解:设地球同歩卫星的高度为h,质量为m,地球的质量为M.任一物体的质量为m′.
卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,则
G=m
①
在地球表面上,物体的重力近似等于地球的万有引力,则有:
m′g=G ②
联立①②解得,
h=-R
运行速率为v==
答:地球同歩卫星的高度为-R,运行速率为
.
解析
解:设地球同歩卫星的高度为h,质量为m,地球的质量为M.任一物体的质量为m′.
卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,则
G=m
①
在地球表面上,物体的重力近似等于地球的万有引力,则有:
m′g=G ②
联立①②解得,
h=-R
运行速率为v==
答:地球同歩卫星的高度为-R,运行速率为
.
关于地球同步通讯卫星,下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上空圆形轨道,轨道固定不变,它一定在赤道上空运行,故A正确;
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错误;
C、因为同步卫星要和地球自转同步,即同步卫星周期T为一定值,根据F=G =mr (
)2,因为T一定值,所以 r 也为一定值,所以同步卫星距离地面的高度是一定值,故C正确
D、所有同步通讯卫星的运行周期都等于地球自转周期,是相同的,故D正确;
本题选择错误的,故选:B.
关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星,下述说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、卫星做圆周运动,线速度的方向时刻改变,线速度是矢量,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、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,所以同步卫星不可能经过北京的正上空,故C错误.
D、因为同步卫星要和地球自转同步,即同步卫星周期T为一定值,
根据F==m
r,因为T一定值,所以 r 也为一定值,所以同步卫星距离地面的高度是一定值,故D正确.
故选BD.
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