- 万有引力与航天
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行星轨道与圆十分接近,在中学阶段我们要按圆轨道处理.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、行星的运动轨道与圆十分接近,绕太阳运行的行星做匀速圆周运动,故A正确.
B、行星绕太阳做匀速圆周运动,其运行速度的大小恒定不变,故B错误.
C、根据开普勒第三定律=k可知k只与中心天体的有关,中心体相同,k相同,故所有绕太阳运行的行星轨道半径三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,对于绕不同恒星的行星,轨道半径三次方跟它的公转周期的二次方的比值都不相等,故C错误;
D、行星绕太阳做圆周运动的原因是行星受到了太阳的引力作用,故D正确.
故选:AD.
如图所示,曲线Ⅰ是绕地球做圆周运动卫星1的轨道示意图,其半径为R;曲线Ⅱ是绕地球做椭圆运动卫星2的轨道的示意图,O点为地球球心,AB为椭圆的长轴,两轨道和地心都在同一平面内,己知在两轨道上运动的卫星的周期相等,万有引力常量为G,地球质量为M,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据开普勒第三定律得=k,a为半长轴,己知卫星在两轨道上运动的卫星的周期相等,所以椭圆轨道的长轴长度为2R,故A错误;
B、若OA=0.5R,则OB=1.5R,
人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,
,
如果卫星以OB为轨道半径做匀速圆周运动,v=,
在Ⅱ轨道上,卫星在B点要减速,做近心运动,所以卫星在B点的速率vB<,故B正确.
C、B点为椭圆轨道的远地点,速度比较小,v0表示做匀速圆周运动的速度,v0>vB.故C错误;
D、由于两卫星离地高度相同,故两卫星受到的万有引力产生的加速度相同,故D错误;
故选:B.
假设神舟8号飞船在绕地球椭圆轨道无动力运行,地球的中心位于椭圆的-个焦点上,其中A为椭圆轨道的近地点,B为椭圆轨道的远地点.则飞船从A点开始沿椭圆轨道运行到B的过程中,下列论述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据万有引力公式F=,距离增大,引力减小.引力做负功,根据动能定理,动能减小,速度减小.故A正确、B错误.
C、卫星在从近地点向远地点运动时,人造卫星的质量不变,它的运动的速度变小,故它的动能变小,而人造卫星的距离地球的高度在增大,所以它的重力势能在增大,将动能转化为重力势能,但机械能总量保持不变.故C、D均错.
故选:A.
理论和实践证明,开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用.下面对于开普勒第三定律的公式=K,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动.所以也适用于轨道是圆的运动,故A错误
B、式中的k是与中心星体的质量有关,与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关.故B错误,C正确
D、式中的k是与中心星体的质量有关,已知月球与地球之间的距离,无法求出地球与太阳之间的距离,故D错误
故选:C.
某行星绕太阳沿椭圆轨道运行,太阳位于椭圆的某一个焦点上,它的近日点到太阳的距离为a,远日点到太阳的距离为b,行星经过近日点时的速度______(填“大于”“小于”“等于”)行星经过远日点时的速度,且行星在近日点和远日点的速率之比为______.
正确答案
大于
解析
解:根据开普勒第二定律,也称面积定律即在相等时间内,太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的. 当行星从近日点沿椭圆轨道向远日点运动的过程中速率减小,即行星绕太阳运动时,近日点的速度大于远日点的速度,
取极短时间△t,根据“面积”相等: 可得:
故答案为:大于
2011年12月5日美国航天局宣布,科学家们利用“开普勒”太空望远镜在距地球约600光年的一个恒星系统中新发现了一颗宜居行星,代号为“开普勒-22b”,它也是迄今发现的最小且最适于表面存在液态水的行星.假设其半径约为地球的a倍,质量为地球的b倍,则该行星表面由引力产生的加速度g′与地球表面的重力加速度g的比值为( )
正确答案
解析
解:根据万有引力等于重力,
=mg
g=,
行星其半径约为地球的a倍,质量为地球的b倍,
所以该行星表面由引力产生的加速度g′与地球表面的重力加速度g的比值为=
,
故选:D.
开普勒第三定律R3/T2=k,不仅适用于太阳系中的天体运动,同样也适用于卫星绕行星的运动,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、开普勒第三定律,是由椭圆轨道推出的,适用于圆轨道,故A错误.
B、R,T分别表示绕中心天体运行卫星的轨道半径和周期,故B错误.
CD、k对同一个中心天体相同,对不同的中心天体不同,故C正确,D错误.
故选:C
关于开普勒第三定律=K的理解,以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、开普勒第三定律=K,K是一个与绕太阳运行的行星无关的常量,可称为开普勒恒量,故A正确;
B、T表示行星运动的公转周期,故B错误;
C、该定律既适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动,故C正确;
D、若地球绕太阳运转轨道的半长轴为Rl,周期为T1,月球绕地球运转轨道的半长轴为R2,周期为T2,中心体发生变化,则≠
,故D错误;
故选:AC.
关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、开普勒第一定律可得,所有行星都绕太阳做椭圆运动,且太阳处在所有椭圆的一个焦点上,故AB错误.
C、由开普勒第三定律=k,所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,得离太阳越近的行星的运动周期越短.故C错误,D正确;
故选:D.
关于开普勒行星运动定律下列表述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.这是开普勒第一定律,故A错误;
B、对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等.这是开普勒第二定律,即地球在远日点速度小,近日点速度大,故B正确;
C、根据开普勒第三定律内容,太阳系中所有行星的轨道半长轴的3次方与其公转周期的平方的比值都相等,
即=k,对围绕同一中心天体运行的行星(或卫星)都相同.故C错误;
D、相同时间内,不同行星与太阳连线扫过的面积不等,故D错误;
故选:B.
开普勒第三定律认为:所有行星的轨道的半长轴的______跟公转周期的______的比值都相等,写成公式为______.
正确答案
三次方
二次方
=K
解析
解:开普勒认为:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,其表达式为=K,即开普勒第三定律.
故答案为:三次方,二次方,=K.
根据开普勒对第谷观测记录的研究发现,关于行星的运动,判断下列论述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由开普勒第一定律可知,每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳运动,故A错误;
B、在公式=k中,R是椭圆轨道的半长轴,故B正确;
C、在公式=k中,k是与太阳质量有关的一个常数,与行星无关,故C正确;
D、综上,D错误;
故选:BC.
行星绕太阳的运动轨道是圆形,那么它运行周期T的平方与轨道半径r的立方比为常数,即=k,这就是著名的开普勒第三定律.该定律中常数k的大小( )
正确答案
解析
解:开普勒第三定律中常数k是由中心天体决定的,与其他因素无关.
故A正确,BCD错误
故选:A
一卫星绕地球做椭圆运动,转动周期是T,离地心最近的距离时l1,已知卫星轨道半长轴的三次方与周期的平方的比值为k,则该卫星离地心最远的距离为______.
正确答案
解析
解:设该卫星离地心最远的距离为l,依据开普勒第三定律可得:
,
解得:
l=.
故答案为:.
开普勒关于行星运动规律的表达式为=k,以下理解正确的是( )
正确答案
解析
解:A、开普勒第三定律中的公式=k,k是一个与行星无关的常量,与恒星的质量有关,故A错误;
B、a代表行星椭圆运动的半长轴,故B错误;
C、T代表行星运动的公转周期,故C错误,D正确.
故选:D.
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