- 地球卫星
- 共6113题
“嫦娥一号”从发射到撞月历时433天,其中,卫星先在近地圆轨道绕行3击,再经过几次变轨进入近月圆轨道绕月飞行.若月球表面的自由落体加速度为地球表面的,月球半径为地球的
,则根据以上数据对两个近地面轨道运行状况分析可得( )
正确答案
解析
解:A、根据近地(近月)飞行时,重力提供圆周运动的向心力可得:
mg=mR()2
可得:周期T=,
所以周期之比=
,故A错误.
B、在星球表面重力和万有引力相等可知:,所以M=
,所以月球和地球的质量之比为:
=
,故B正确.
C、根据近地(近月)飞行时,重力提供圆周运动的向心力可得:a向=g,
所以绕月与绕地飞行向心加速度之比为,故C错误.
D、根据重力提供向心力,得
,所以绕月与绕地飞行线速度之比
,故D错误.
故选:B.
如图所示,极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道,地球看作均匀球体).若已知一颗极地卫星从北纬300的正上方,按图示方向第一次运行至赤道正上方时所用的时间为0.25h,则同步卫星的线速度v1和该极地卫星的线速度v2大小之比为( )
正确答案
解析
解:从北纬30°的正上方按图示方向第一次运行至南纬60°正上方转过的圆心角为θ=,用时0.75h,故该极地卫星的周期为 T2=3h.
而同步卫星的周期为T1=24h,
由牛顿第二定律得:G=m
得,v=
可得:=
由开普勒第三定律得:=
=64
故有:=
解得:=
故选:C.
发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆形轨道1,然后经点火使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于A点,轨道2、3相切于B点,如图所示,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、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,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有,得
.轨道3半径比轨道1半径大,卫星在轨道1上线速度较大,故A正确;
B、ω==
,轨道3半径比轨道1半径大,卫星在轨道3上角速度较小,故B错误;
C、卫星在轨道1上的速度为7.9 km/s,要过渡到轨道2,在A点应该做离心运动,速度应该增大,选项C正确.
D、根据牛顿第二定律和万有引力定律,得a=
,所以卫星在轨道2上经过B点的加速度等于在轨道3上经过B点的加速度.故D正确.
故选:ACD.
同步卫星与地心的距离为r1,运行速率为v1,向心加速度为a1;近地卫星运行速率为v2,向心加速度为a2;地球赤道上的物体随地球自转的速率为v3,向心加速度为a3;地球半径为r,则下列比值正确的是( )
①=
②
=
③
=
④
=
.
正确答案
解析
解:①根据万有引力提供向心力
=m
,
解得v=,
所以=
,故①正确;
②、根据万有引力提供向心力
a=,
=
,故②错误,③正确;
④同步卫星的角速度和地球自转的角速度相等,由v=ωr得:
=
,故④正确
故选:C
北京时间2008年9月25日,“神舟七号”载人飞船在酒泉卫星发射中心由长征二号运载火箭发射升空.飞船按计划进入预定圆轨道,在圆轨道上绕地球运行n圈所用时间为t,而后安全返回地面,这标志着我国航天技术达到新的水平.已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,求:
(1)飞船的圆轨道离地面的高度;
(2)飞船在圆轨道上运行的速率.
正确答案
解:(1)令地球质量为M,在地球表面重力与万有引力相等有:
可得GM=gR2
飞船在轨道上绕地球运行n圈所用时间为t,则飞船的周期T=,令飞船的高度为h,则根据万有引力提供飞船圆周运动的向心力有:
可解得:h==
(2)同样根据万有引力提供圆周运动向心力有:
可得飞船的速度=
答:(1)飞船的圆轨道离地面的高度为;
(2)飞船在圆轨道上运行的速率.
解析
解:(1)令地球质量为M,在地球表面重力与万有引力相等有:
可得GM=gR2
飞船在轨道上绕地球运行n圈所用时间为t,则飞船的周期T=,令飞船的高度为h,则根据万有引力提供飞船圆周运动的向心力有:
可解得:h==
(2)同样根据万有引力提供圆周运动向心力有:
可得飞船的速度=
答:(1)飞船的圆轨道离地面的高度为;
(2)飞船在圆轨道上运行的速率.
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