- 万有引力与航天
- 共16469题
若某行星的质量是地球的6倍,半径是地球1.5倍,则该行星的第一宇宙速度为地球的第一宇宙速度______倍.
正确答案
2
解析
解:设地球质量M,某星球质量6M,地球半径r,某星球半径1.5r
由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得:=m
,
解得:卫星在圆轨道上运行时的速度公式v=
分别代入地球和某星球的各物理量得:v地球=
v星球=
解得:v星球=2v地球
即该行星的第一宇宙速度为地球的第一宇宙速度2倍.
故答案为:2.
关于第一宇宙速度,下面说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AC、人造卫星在圆轨道上运行时,运行速度为v=,由此可知轨道半径越小,速度越大,由于第一宇宙速度对应的轨道半径为近地轨道半径,半径最小,故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度,也是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度,故A错误,C正确,
B、第一宇宙速度小于第二宇宙速度,故B错误;
D、它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度,②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度,③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度,故D错误;
故选:C.
关于第一宇宙速度,下面说法中错误的是( )
正确答案
解析
解: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.
故它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度,也是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度,因而BC正确;
人造卫星在圆轨道上运行时,运行速度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,因而A错误;
在地面附近发射飞行器,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,故在椭圆轨道上运行的卫星,在近地点的速度均大于7.9km/s,因而D错误;
本题选择错误,故选:AD.
(2011春•射洪县校级月考)地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,离地球表面高度为R处的重力加速度是______;在轨道上运行的人造卫星的速度比第一宇宙速度______(大或小).
正确答案
小
解析
解:
由万有引力等于重力,
在地表上,可得:G=mg,
在离地球表面高度为R处,则有:=mg′
解得:g′=,
根据引力提供向心力,则有:=m
解得:v=
那么第一宇宙速度为v=
同理可得人造卫星的速度为:v=
故人造卫星的速度与第一宇宙速度小;
故答案为:,小.
下列关于地球第一宇宙速度的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、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:
=m
,由于为近地轨道所以有:r=R,
故有v==
=7.9km/s,故A错误
BD、第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度,没有摆脱地球引力束缚,故BD错误
C、第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度,故C正确
故选:C.
关于第一宇宙速度,下面说法中正确的是( )
正确答案
解析
解: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.
故它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度,也是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度,因而BC正确;
人造卫星在圆轨道上运行时,运行速度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,因而A错误;
在地面附近发射飞行器,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,故在椭圆轨道上运行的卫星,在近地点的速度均大于7.9km/s,因而D错误;
故选BC.
已知某行星半径为R,以该行星第一宇宙速度运行的卫星绕行周期为T,在该行星上发射同步卫星的运行速度为v,求:
(1)同步卫星距行星表面的高度为多少?
(2)若忽略行星的自转,该行星表面的重力加速度为多少?
正确答案
解:(1)设同步卫星距地面高度为h,则:
=m
①
以第一宇宙速度运行的卫星其轨道半径就是R,则 =m
R②
由①②得:h=-R
(2)根据引力提供向心力,则有
=mg′
解得:g′==
;
答:(1)同步卫星距行星表面的高度为-R.
(2)行星表面的重力加速度为.
解析
解:(1)设同步卫星距地面高度为h,则:
=m
①
以第一宇宙速度运行的卫星其轨道半径就是R,则 =m
R②
由①②得:h=-R
(2)根据引力提供向心力,则有
=mg′
解得:g′==
;
答:(1)同步卫星距行星表面的高度为-R.
(2)行星表面的重力加速度为.
2015年7月,科学家在距地球1400亿光年的天鹅座发现了一颗类地行星,该行星与地球的相似度达到0.98,若该行星的密度与地球相同,直径是地球直径的1.6倍,地球的第一宇宙速度为7.9km/s,则该行星的第一宇宙速度为( )
正确答案
解析
解:设行星的第一宇宙速度为v1,质量为M,半径为R,地球的第一宇宙速度为v1,
地球质量为M0,半径为R0.卫星的质量为m.
则根据万有引力等于向心力,得:
G=m
,
解得:v1=;
同理得,v2=.
又M=ρ•πR3,
M0=ρ•πR03.
联立上四式得:=
=
,
得:v1=2v2=1.6×7.9km/s=12.6km/s
故选:C.
星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度,星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2=.若已知地球表面重力加速度为g,某星球的半径为r,它表面的重力加速度为地球表面重力加速度的
,不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度v2=______.
正确答案
解析
解:设地球的质量为M,半径为r,绕其飞行的卫星质量m,
由万有引力提供向心力得:G=m
①
在地球表面G =mg②
第一宇宙速度时R=r
联立①②知v=
利用类比的关系知某星体第一宇宙速度为v1=
第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2=v1;
即v2==
;
故答案为:.
已知某天体的第一宇宙速度为8km/s,则离天体表面高度为该天体半径的宇宙飞船的运行速度为( )
正确答案
解析
解:第一宇宙速度v==8km/s;
而距该天体表面高度为天体半径的宇宙飞船的运行速度v′==
=4
km/s;
故选:C.
有关宇宙速度的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据万有引力提供向心力可对绕地球表面圆周运动的卫星m,
列牛顿第二定律:有G=m
=mg,
解得:v==7.9km/s
A、第一宇宙速度是人造卫星在地球表面做圆周运动的最大运行速度,同时也是最小发射速度,故A错误,BC正确;
D、第一宇宙速度的大小为7.9km/s,故D正确;
故选:BCD.
关于第一宇宙速度,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AB中、人造卫星在圆轨道上运行时,运行速度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A正确,B错误;
C、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,即使卫星绕地球运行的最小发射速度;故C错误.
D、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不是人造地球卫星绕地球运行的最大发射速度,故D错误.
故选:A.
地球的质量与某一行星的质量之比为a,地球的半径与该行星的半径之比为b,则地球的第一宇宙速度与该行星的第一宇宙速度之比为( )
正确答案
解析
解:设地球质量M,某星球质量M,地球半径r,某星球半径
r
由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得:=m
,
解得:卫星在圆轨道上运行时的速度公式v=
分别代入地球和某星球的各物理量得:v地球=
v星球=
解得:故该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度比值为:
故选:C.
金星的半径是地球的0.95倍,质量为地球的0.82倍,金星表面的自由落休加速度是多大?金星的“第一宇宙速度”是多大?已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s.
正确答案
解:(1)根据在星体表面忽略自转影响重力等于万有引力知
mg=
故=
×(
)2;
金星表面的自由落体加速度g金=g地×0.82×()2m/s2=8.9m/s2;
(2)由万有引力充当向心力知:=
得v=
所以=
=0.92
V金=0.92v地=0.92×7.9km/s=7.3km/s
答:金星表面的自由落体加速度8.9m/s2,金星的第一宇宙速度是7.3km/s.
解析
解:(1)根据在星体表面忽略自转影响重力等于万有引力知
mg=
故=
×(
)2;
金星表面的自由落体加速度g金=g地×0.82×()2m/s2=8.9m/s2;
(2)由万有引力充当向心力知:=
得v=
所以=
=0.92
V金=0.92v地=0.92×7.9km/s=7.3km/s
答:金星表面的自由落体加速度8.9m/s2,金星的第一宇宙速度是7.3km/s.
“玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想.机器人“玉兔号”在月球表面做了一个平抛运动实验,假设在离月球表面高为h处,把一个小球以水平速度V0抛出,测得小球的水平位移为S,已知月球半径为R,自转周期为T,引力常量为G.则( )
正确答案
解析
解:A、由自由落体运动规律有:V=2gh,所以有:g=
,故A正确.
B、月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度,根据重力提供向心力mg=m,所以v1=
=
,故B正确.
C、在月球表面的物体受到的重力等于万有引力mg=G,所以M=
=
,故C错误.
D、月球同步卫星绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力G=m
,
解得h=-R=
-R,故D错误.
故选:AB.
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