- 万有引力与航天
- 共16469题
2003年10月我国“神州”五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空,飞船绕地球14圈后安全返回,如果把飞船绕地球的运动看做匀速圆周运动,关于飞船速度v的判断正确的是( )
正确答案
解析
解:神舟号飞船绕地球飞行时,飞船受到的万有引力提供向心力可得:
G=m
得v=
第一宇宙速度v1=
因为神舟号飞船轨道半径R>R地
故神舟号飞船运行的线速度v<v1即v<7.9km/s,故A正确,BCD错误;
故选:A.
下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度,也是绕地球运动卫星的最大环绕速度,在近地轨道上有:由万有引力提供向心力得:G=m
解得:v=.
由黄金代换GM=gR2,可得v==7.9km/s.故A正确;
B、而第二宇宙速度的数值是11.2km/s,故B错误;
C、由万有引力提供向心力得:G=m
解得:v=.
当轨道半径越大时,速度越小,所以所有的卫星速度,都小于第一宇宙速度,故C错误;
D、第一宇宙速度,即为轨道半径等于地球的半径,因此是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度,故D正确;
故选:AD.
韩国于2009年8月25日用运载火箭“罗老”号将一颗科学技术卫星送入太空,卫星未能进入预定轨道已坠毁.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A 地球卫星的运行速度最大为沿地表运动的卫星,为7.9km/s,则该卫星发射成功则其绕行速度小于7.9km/s.故A错误;
B 因加速度a=,则可知轨道半径大的,加速度小,月球的轨道半径大,其加速度小.故B错误;
C 在发射卫星的初始阶段,有向上的加速度,则卫星处于超重状态.故C正确;
D 卫星坠毁过程中机械能不守恒,有热量产生.故D错误;
故选:C.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、第一宇宙速度是人造地球卫星运行的最大环绕速度,也是发射卫星具有的最小发射速度,故A正确;
B、由地球的万有引力提供向心力得:=m
周期T=2π,如果轨道半径取地球半径,可以得出卫星做圆周运动的最小周期为84min,故B错误;
C、第一宇宙速度等于7.9Km/s,它是卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度的大.故C错误;
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,线速度v=,所以它们运行的线速度一定小于7.9km/s,故D错误;
故选:A.
1990年3月,紫金山天文台将1965年9月20日发现的一颗小行星命名为吴健雄星,其半径为16km,如果该行星的密度与地球相同,则对该小行星来说,其上物体的第一宇宙速度约为多少?(已知地球半径为6400km,地球上第一宇宙速度为7.9km/s)
正确答案
解:已知地球半径为R=6400km,地球上第一宇宙速度为V=7.9km/s,密度为ρ,吴健雄星半径r=16km,
根据万有引力提供向心力得:则有G=m
,M=ρ
πR3,
解得:V==2R
①
吴健雄星其上物体的第一宇宙速度表达式为:v1=2r ②
把①②两式取比值得:v1==19.75m/s,即速度约为20m/s
答:其上物体的第一宇宙速度约为20m/s.
解析
解:已知地球半径为R=6400km,地球上第一宇宙速度为V=7.9km/s,密度为ρ,吴健雄星半径r=16km,
根据万有引力提供向心力得:则有G=m
,M=ρ
πR3,
解得:V==2R
①
吴健雄星其上物体的第一宇宙速度表达式为:v1=2r ②
把①②两式取比值得:v1==19.75m/s,即速度约为20m/s
答:其上物体的第一宇宙速度约为20m/s.
假设地球和火星均为球体且均不考虑它们自转的影响,已知火星的质量约为地球质量的0.1倍,火星的半径约为地球半径的0.5倍,则火星上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比约为( )
正确答案
解析
解:由万有引力提供向心力可知:
F向心力=F引=G=m
得第一宇宙速度为:V=
得:V火:V地==
=
故选:C.
某星球的质量是地球的4倍,半径是地球的倍;已知地球表面的重力加速度为g=10m/s2,地球的第一宇宙速度为8Km/s,则该星球的第一宇宙速度为( )Km/s.
正确答案
解析
解:设地球质量为m,半径为r,表面的重力加速度为g,某星球的质量为ml,
半径为r1,表面的重力加速度为g1,
根据:=mg
有:g=
g1=
所以:=
解得:g1=16g
设该星球第一宇宙速度为:v1==
=16
km/s
故选:A.
关于第一宇宙速度,下列说法中正确的是( )
①它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度
②它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最小速度
③它是使人造地球卫星绕地球运行的最小发射速度
④它是使人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运行时在近地点的速度.
正确答案
解析
解:①、人造卫星在圆轨道上运行时,运行速度为:v=,轨道半径越大,速度越小,故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度,故①正确,②错误;
③、物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度,在地面附近发射飞行器,如果速度等于7.9km/s,飞行器恰好做匀速圆周运动,如果速度小于7.9km/s,就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力,做近心运动而落地,所以发射速度不能小于7.9km/s;故③正确.
④、如果速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s,它绕地球飞行的轨迹就不是圆,而是椭圆,所以7.9km/s不是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度,故④错误.
故选:C.
某行星的质量为地球质量的32倍,半径为地球半径的4倍,已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s,该行星的第一宇宙速度是多少?(小数点后保留两位有效数字)
正确答案
解:根据,
得:
所以
代入数据,得:v行=22.34km/s
答:该行星的第一宇宙速度是22.34km/s.
解析
解:根据,
得:
所以
代入数据,得:v行=22.34km/s
答:该行星的第一宇宙速度是22.34km/s.
1990年3月,紫金山天文台将1965年9月20日发现的2752号小行星命名为吴健雄星,其直径为32km,如该小行星的密度是地球密度的4倍,则该行星的第一宇宙速度为______m/s.(已知地球半径为6400km,地球的第一宇宙速度约为8000m/s)
正确答案
20
解析
解:设小行星的第一宇宙速度为V2,质量为M,地球质量为M0.
则有G=m
,
解得:V2=;
而地球的第一宇宙速度V1=
M=ρπR3,M0=
ρπR03.
故=
;
V2==
m/s=20m/s;
故答案为:20
关于地球的第一宇宙速度,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由万有引力提供向心力=
,
得:v=
第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度,是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度,故A错误;
B、第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度,最小的发射速度,故B正确;
C、它的大小是7.9km/s,故C错误;
D、卫星在近地点做离心运动,飞行的速度要大于第一宇宙速度.故D错误;
故选:B.
设地球的质量为M,半径为R,则环绕地球飞行的第一宇宙速度v的表达式为______;某行星的质量约为地球质量的,半径约为地球半径的
,那么在此行星上的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比为______(已知万有引力常量为G).
正确答案
解:第一宇宙速度是卫星在星球近表面做圆周运动的速度,根据万有引力提供向心力有:
=m
,
则此时第一宇宙速度的表达式为:
v=,
某行星的质量约为地球质量的,半径约为地球半径的
,
那么在此行星上的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比v行:v地==1:
.
故答案为:,1:
.
解析
解:第一宇宙速度是卫星在星球近表面做圆周运动的速度,根据万有引力提供向心力有:
=m
,
则此时第一宇宙速度的表达式为:
v=,
某行星的质量约为地球质量的,半径约为地球半径的
,
那么在此行星上的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比v行:v地==1:
.
故答案为:,1:
.
2004年10月19日,中国第一颗业务型同步气象卫星--“风云二号C”发射升空,并进入预定轨道.下列关于这颗卫星在轨道上运行的描述,正确的有( )
正确答案
解析
解:ACD、地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,则有:
=ma=m
,
解得:a=,v=
,
可见,卫星轨道半径越大,其速度越小,加速度越小.
所以同步卫星的速度应小于近地卫星的速度7.9km/s,加速度也小于近地卫星的加速度,
而近地卫星的加速度近似等于地面的加速度,所以加速度小于地面的重力加速度.故A错误,CD正确.
B、地球同步卫星相对于地球静止,其周期等于地球自转的周期.故B正确.
故选:BCD.
2007年10月24日,我国“嫦娥一号”探月卫星成功发射.“嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动,经过变轨、制动后,成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星.设卫星距月球表面的高度为h,做匀速圆周运动的周期为T.已知月球半径为R,引力常量为G.求:
(1)月球的质量M;
(2)月球表面的重力加速度g.
正确答案
解:(1)设卫星质量为m,由万有引力定律及向心力公式知:
G=m
(R+h)
解得:M=
(2)质量为m’的物体在月球表面所受的重力应等于他所受月球的万有引力,
故有:mg=Gm,
解得:g=G
将(1)中的M代入得:
g=
答:(1)月球的质量M=;
(2)月球表面的重力加速度g=.
解析
解:(1)设卫星质量为m,由万有引力定律及向心力公式知:
G=m
(R+h)
解得:M=
(2)质量为m’的物体在月球表面所受的重力应等于他所受月球的万有引力,
故有:mg=Gm,
解得:g=G
将(1)中的M代入得:
g=
答:(1)月球的质量M=;
(2)月球表面的重力加速度g=.
若地球第一宇宙速度近似等于8km/s,某人造地球卫星离地面的高度等于地球半径,则它绕地球运行的速率为______ km/s.物体在月球表面上所受重力约为地球表面所受重力的1/6,月球半径约为地球半径的1/4,那么月球的第一宇宙速度为______.
正确答案
km/s
解析
解:对卫星:
解得:
对地球其第一宇宙速度为:
故有:
月球表面万有引力等于重力,故对月球:
解得月球第一宇宙速度:
由题可知,月球的表面重力加速度为地球的,半径为地球的
吗,故有:
=
km/s
故答案为:4,
km/s
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