- 万有引力与航天
- 共16469题
同步卫星离地心距离为r,运行速率为v1,向心加速度为a1,地球半径为R,近地卫星运行速率为v2,向心加速度为a2,则( )
正确答案
解析
解:A、根据万有引力提供向心力G=ma,可知,它们的向心加速度与轨道半径的平方成反比,所以
.故A错误,B正确.
C、同步卫星和近地卫星都绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力G=m
,则有v=
.所以
.故D正确,C错误.
故选:BD.
由于通讯和广播等方面的需要,许多国家发射了地球同步轨道卫星,关于这些卫星正确的是( )
正确答案
解析
解:A、许多国家发射了地球同步轨道卫星,这些卫星的质量可以不同,故A正确.
B、因为同步卫星要和地球自转同步,即这些卫星ω相同,根据万有引力提供向心力得:=mω2r,因为ω一定,所以 r 必须固定,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.所以所有的同步卫星都在赤道上方同一轨道上.故B错误.
C、因为同步卫星要和地球自转同步,即它们的运行周期均为24小时,故C错误;
D、根据万有引力提供向心力得运转速度为v=,由于同步卫星轨道半径r>R(地球半径),故其速度一定小于第一宇宙速度.故D错误.
故选:A.
同步卫星离地心距离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,线速度为V2;在近地圆轨道上运行的卫星的向心加速度为a3,线速度为V3.已知地球半径为R,则( )
正确答案
解析
解:A、同步卫星的角速度和地球自转的角速度相等,根据a=rω2得:=
.故A正确,
B、根据万有引力提供向心力G=ma,得:
=
,则有a3>a1,故B错误;
C、同步卫星的角速度和地球自转的角速度相等,由v=ωr得:=
.故C错误;
D、根据万有引力提供向心力G=m
得:
=
,V3>V1,故D错误;
故选:A.
2012年10月25日,我国第16颗北斗导航卫星升空,北斗卫星导航系统是继美GPS和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统.这些卫星中含有地球轨道卫星、地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星,其中地球静止轨道卫星是位于赤道上空的同步卫星,倾斜地球同步轨道卫星的轨道平面与赤道平面有一定的夹角,其周期与地球自转周期相同.这些卫星的轨道均可看做圆.以下关于倾斜地球同步轨道卫星的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据万有引力提供向心力G=m
,万有引力大于所需要的向心力,故卫星会向地球移动,轨道变小.故A错误.
B、根据v=,r和T都相同,故它的运行速度与位于赤道上空的同步卫星的运行速度大小相等,因此运行速度比第一宇宙速度小.故B错误.
C、根据a=()2r,r和T都相同,故它的向心加速度大小和位于赤道上空的同步卫星的向心加速度大小相等,故C正确.
D、倾斜同步轨道卫星相对于地球非静止的,所以倾斜同步轨道卫星从地球上看是移动的,故该卫星不可能始终位于地球表面某个点的正上方,故D错误.
故选:C.
设地球同步卫星离地面的距离为 R,运行速率为 v,加速度为 a,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为 a0,第一宇宙速度为 v0,地球半径为 R0.则以下关系式正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、地球同步卫星与地球赤道上随地球自转的物体角速度相等,由a=ω2r,
所以,故A正确,B错误;
C、D、第一宇宙速度为近地卫星的速度,
得
v=,
所以,故C正确,D错误
故选:AC.
我国发射的神州五号载人宇宙飞船的周期约为90min,如果把它绕地球的运动看作是匀速圆周运动,飞船的运动和人造地球同步卫星的运动相比,下列判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据万有引力提供向心力得出:=ma=mω2r=m
A、T=2π,神州五号载人宇宙飞船的周期约为90min.同步卫星周期24h,所以飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径.故A错误
B、v=,飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,所以飞船的运行速度大于同步卫星的运行速度.故B错误;
C、a=,飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,所以飞船运动的向心加速度大于同步卫星运动的向心加速度.故C正确
D、ω=,飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,飞船运动的角速度大于同步卫星运动的角速度,故D错误
故选C.
关于地球同步卫星,下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、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A正确
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B正确
C、由B分析得,C错误
D、由开普勒第三定律知,,由于同步卫星周期较短,故r较小,故它到地球的距离一定小于月球到地球的距离,故D正确
本题选不正确的,故选:C
关于地球同步卫星,下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、同步卫星的周期与地球自转周期相同,根据ω=得该卫星运行的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正确.
C、因为同步卫星要和地球自转同步,即ω相同,根据F=G=mω2r,因为ω一定,所以 r 必须固定,所以同步卫星的高度是一个确定的值,故C正确.
D、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=可以发现,同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度,第二宇宙速度是脱离地球的束缚的速度,第二宇宙速度大于第一宇宙速度,故D错误.
本题选择错误,故选:D.
据新华社报道,2011年6月21日零时13分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,成功将“中星10号”卫星送入地球同步转移轨道.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、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,
根据v=ωr,所以它运行的轨道半径和速率是确定的值.故A错误.
B、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B错误;
C、根据A、B选项分析,故C正确.
D、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D错误;
故选C.
某同学通过直播得知“神舟”六号在圆轨道上运转一圈的时间小于24小时,由此他将其与同步卫星进行比较而得出以下结论,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据万有引力提供向心力:=m
=m
=mω2r=ma
则有:a=,“神舟六号”在圆轨道上运行时的向心加速度大于同步卫星的向心加速度,故A正确;
B、v=,“神舟六号”在圆轨道上运行的速率大于同步卫星的速率,故B错误;
C、ω=,“神舟六号”在圆轨道上运行的角速度大于同步卫星的角速度,故C错误;
D、“神舟”六号飞船的半径比同步卫星小,即“神舟”在圆轨道上运行时离地的高度小于同步卫星离地的高度,故D正确;
故选:AD.
神舟六号载人飞船2005年10月12日升空,在太空环绕地球飞行77圈后于10月17日顺利返回,这标志着我国航天事业又迈上了一个新台阶.假定正常运行的神舟六号飞船和通信卫星(同步卫星)做的都是匀速圆周运动.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据万有引力提供向心力知G=m
=mrω2=mr
=ma,抓住飞船在近地轨道上运行,轨道半径远小于同步卫星的轨道半径
A、v=,轨道半径小的线速度大,故A正确;
B、ω=,轨道半径小的角速度大,故B错误;
C、T=,轨道半径小的周期小,故C正确;
D、a=,轨道半径小的向心加速度大,故D错误.
故选AC
下列关于地球同步卫星的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、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A错误.
B、同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,由A选项可知,高度与速度大小均是定值,但向心力的大小还与同步卫星的质量有关.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,定点在赤道上空,故C错误,D正确.
故选D.
某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者,他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星,春分那天(太阳光直射赤道)在日落12小时内有t1时间该观察者看不见此卫星.已知地球半径为R,地球表面处的重力加速度为g,地球自转周期为T,卫星的绕行方向与地球转动方向相同,不考虑大气对光的折射.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据光的直线传播规律,日落12小时内有t1时间该观察者看不见此卫星图示如图所示,
同步卫星相对地心转过角度为θ=2α,sinα=,
结合θ=ωt=t,
解得:t1=arcsin
=
.故A正确;
B、设地球同步卫星的轨道半径为r,其受到的地球万有引力提供向心力,即:=m
,
对地面上的物体万有引力等于重力有:=mg,
由以上两式可得:r=,
所以同步卫星离地高度为h=r=-R,故B错误;
C、根据a=ω2r,由于同步卫星与赤道上物体转动角速度相同,同步卫星离地心距离较大,同步卫星加速度大于赤道上物体向心加速度,故C正确;
D、根据a=,同步卫星的轨道半径比近地卫星轨道半径大,同步卫星的加速度小于近地卫星的加速度,故D错误.
故选:AC.
(2015秋•泸州月考)关于人造地球卫星,下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、卫星绕地球做匀速圆周运动所需向心力由万有引力提供.据此可得,T=2
,则运行的轨道半径越大,速度越小,周期越长,故A正确.
B、因同步卫星的轨道半径大,造地球同步卫星的速度小于第一宇宙速度,因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.故B正确.
C、人造卫星在升空过程中是加速上升的,所以加速度方向向上,即处于超重状态,故C正确.
D、同步卫星的周期与地球自转周期相同,周期为24小时,故D错误
因选择错误的,故选:D
亚洲一号是我国发射的同步通讯卫星,设地球自转角速度一定,则亚洲一号( )
正确答案
解析
解:A、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,故A正确.
B.同步通讯卫星只能在赤道的正上方,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.所以它不可能沿着与赤道成一定角度的轨道运动,故B错误.
C.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,与卫星的质量无关,故C错误.
D.同步通讯卫星只能在赤道的正上方,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.所以不可能定点在北京正上方,故D错误.
故选:A.
扫码查看完整答案与解析