- 万有引力与航天
- 共16469题
地球同步卫星离地心距离为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,地球的半径为R,则下列结果正确的是( )
正确答案
解析
解:A、卫星与地球同步,且万有引为提供向心力,则同步卫星只能在赤道上空,故A正确;
B、同步卫星和地球自转的周期相同,运行的角速度亦相等,则根据向心加速度a=rω2可知,同步卫星的加速度与地球赤道上物体随地球自转的向心加速度之比等于半径比,即 故B正确;
C、D、同步卫星绕地于做匀速圆周运动,第一宇宙速度是近地轨道上绕地球做匀速圆周运动的线速度,两者都满足万有引力提供圆周运动的向心力即:
G=m
由此可得:v=
所以有:=
,故C错误,D正确;
故选:ABD
(2015秋•张家口期末)我国正在建设的北斗导航系统有助于减少我国对GPS导航系统的依赖.北斗导航系统中有几颗卫星是地球同步卫星,关于这几颗同步卫星,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:成功定点后的“北斗导航卫星”,是地球同步卫星,
A、7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是圆周运动的最大的环绕速度.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A错误;
B、“北斗导航卫星”的周期为1天,月球的周期为27天,故B错误;
C、地球同步卫星,距离地球的高度约为36000 km,高度一定,相对地面静止,故C正确;
D、地球表面向心加速度a==9.8m/s2,设同步卫星离地面的高度为h,则a′=
<9.8m/s2,故D错误;
故选:C.
已知地球的同步卫星的周期为T,且同步卫星距地面的高度为H,地球半径为R,万有引力恒量为G,估算地球的平均密度.
正确答案
解:设同步卫星的质量为m,则:G=m
又因为:ρ=
由两式解得:ρ=
答:地球的密度是
解析
解:设同步卫星的质量为m,则:G=m
又因为:ρ=
由两式解得:ρ=
答:地球的密度是
关于正在轨道上做匀速圆周运动的人造地球同步卫星的说法,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、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,故A正确;
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.故B正确;
C、由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,所以卫星的运行角速度与地球的自转角速度相同,则线速度的大小也相同,但方向不同.故C错误.
D、同步卫星是指与地球某处相对静止的卫星,周期都相同,故D错误;
故选:ABD.
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,这些卫星的( )
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.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.所以所有的同步卫星都在赤道上方同一轨道上.故C错误.
D、根据万有引力提供向心力得:=m
,因为r一定,所以这些卫星速率相等.故D正确.
故选:AD.
同步卫星定位于地球赤道正上方.已知它离地面的高度为h,地球自转的角速度为ω,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g0,则同步卫星的加速度大小等于( )
正确答案
解析
解:根据万有引力提供向心力,列出向心力公式:=ma
a=
在地球表面有g0=,
a==
地球自转的角速度等于同步卫星的角速度,
根据圆周运动的公式得:
a=ω2r=ω2(R+h),故A、C错误,BD正确
故选:BD.
已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的4倍,木星的同步卫星轨道半径约为该行星半径的2倍,地球自转周期约为木星的自转周期约为的2倍,那么木星的平均密度与地球平均密度之比约为多少?
正确答案
解:根据G=m
r,中心天体的质量M=
,
V=πR3.
对于地球:r=4R,所以ρ地==
对于行星:r=2R,所以ρ行==
T=2T′
所以行星与地球的平均密度比约为1:2.
答:木星的平均密度与地球平均密度之比约为1:2.
解析
解:根据G=m
r,中心天体的质量M=
,
V=πR3.
对于地球:r=4R,所以ρ地==
对于行星:r=2R,所以ρ行==
T=2T′
所以行星与地球的平均密度比约为1:2.
答:木星的平均密度与地球平均密度之比约为1:2.
同步卫星相对于地面静止不动,犹如悬在空中一样,下列说法中错误的有( )
正确答案
解析
解:A、同步卫星受到地球的万有引力提供向心力做匀速圆周运动,加速度不为零,故A错误.
B、根据同步卫星与地球自转同步,所以所有同步卫星绕地心的角速度跟地球自转的角速度相等,故B正确;
C、根据同步卫星与地球自转同步,相对于地面静止不动,犹如悬在空中一样,所以同步卫星只能位于赤道上方.故C正确;
D、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唯一的.根据v=rω,所以线速度大小是确定的值.故D正确;
本题选择错误的,故选:A.
均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等少数地区外的“全球通信”.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球自转周期为T,则三颗卫星中任意两颗卫星间的距离为( )
正确答案
解析
解:设同步卫星的轨道半经为r,根据:=mg
得:GM=gR2
万有引力提供向心力,有:=m
由以上两式得:r=
根据题意画出俯视三颗同步通信卫星的几何位置图象:
根据几何关系得:
S=2rsin60°
得S=r=
.
故选:D.
关于地球同步卫星下列说法正确的是( )
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)=m
,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一定,线速度大小也为一定值.故A正确,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正确.
D、由上可知.故D错误.
故选:AC.
关于同步卫星(它相对于地面静止不动),下列说法中不正确的是( )
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正确;
D、根据D选项分析,故D错误.
本题选择错误的,故选:D.
同步卫星位于赤道上方,相对地面静止不动.如果地球半径为R,自转角速度为ω,地球表面的重力加速度为g,那么,同步卫星绕地球的运行速度为( )
正确答案
解析
解:同步卫星和地球同步,其周期为地球自转的周期,所以同步卫星的角速度为ω.
设地球质量为M,卫星的质量为m,则有G=mω2r;
在地球表面,有g=
联立以上两式得r=;
所以同步卫星绕地球的运行速度为v=ωr=ω=
,故D正确,ABC错误;
故选:D.
关于地球同步静止轨道卫星,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,同步卫星运行轨道只能位于地球赤道平面上的圆形轨道,所以北斗导航卫星不可能定点在北京上空.故A错误.
B、同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,其周期为24h,故B错误,
C、根据万有引力提供向心力,列出等式:=m
得:v=
.
7900m/s是第一宇宙速度,也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7900m/s,故C正确.
D、根据第一宇宙速度可知,同步卫星的发射速度大于7.9km/s.故D错误.
故选:C.
关于人造近地卫星和地球同步卫星,下列几种说法中正确的是( )
正确答案
解析
解;A、万有引力指向地心提供向心力,所以近地卫星做圆周运动的圆心必须在地心,故A错误,B正确;
C、近地卫星或地球同步卫星上的物体,因“完全失重”,其运行加速度不为零,故C错误;
D、根据万有引力提供向心力,列出等式:G=m(
)2(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D错误.
故选B.
关于地球的同步卫星,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径,同步卫星发射速度一定于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度是脱离地球的束缚的速度,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,因此同步卫星相对地面静止不动,故B错误.
C、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,根据,可知,同步卫星的运行速度小于7.9km/s,故C错误;
D、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.而D正确.
故选:AD.
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