- 地球卫星
- 共6113题
三颗卫星都在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动,它们的轨道半径分别为r1、r2、r3,且r1>r2>r3,三颗卫星运动过程受到的向心力大小相等,r2为同步卫星轨道半径,则( )
正确答案
解析
解:A、根据万有引力提供向心力可得=m
解得V=
,由于r1>r2>r3,故V1<V2<V3,故在相同的时间内,卫星1通过的路程最小,故A错误.
B、由于F万=可得,在向心力大小相等的情况下,由于r1>r2>r3,故m1>m2>m3.故B正确.
C、由于F万=ma,由于万有引力相等,而m1>m2>m3,故a1<a2<a3,即卫星1的加速度最小,故C错误.
D、据万有引力提供向心力可得=m
,可得卫星运动的周期T=2πr
,显然轨道半径越大,卫星运动的周期越大,故卫星3的周期小于卫星2的周期,而星2的周期为24小时,故星3的周期小于24小时,故D正确.
故选BD.
中国探月首席科学家、中科院院士欧阳自远于2007年5月16日说,中国探月工程分三步走,即绕月、落月、和采样返回,都属不载人探月活动,目前已经实施的第一期探月工程就是在2007年发射的第一颗围绕月球飞行的卫星--“嫦娥一号”.已知地球质量M和月球质量m之比,地球半径R与月球半径r之比
,地球的第一宇宙速度v=7.9km/s,试求:
(1)月球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比;
(2)围绕月球表面附近飞行的卫星的速度.
正确答案
解:(1)忽略星球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式:
=mg
g=
月球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比=
已知地球质量M和月球质量m之比,地球半径R与月球半径r之比
,
解得:=0.16
(2)对近地卫星,根据万有引力提供向心力得:
=m
对近月卫星,根据万有引力提供向心力得:
=m
联立得:v月==1.67km/s
答:(1)月球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比是0.16;
(2)围绕月球表面附近飞行的卫星的速度是1.67km/s.
解析
解:(1)忽略星球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式:
=mg
g=
月球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比=
已知地球质量M和月球质量m之比,地球半径R与月球半径r之比
,
解得:=0.16
(2)对近地卫星,根据万有引力提供向心力得:
=m
对近月卫星,根据万有引力提供向心力得:
=m
联立得:v月==1.67km/s
答:(1)月球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比是0.16;
(2)围绕月球表面附近飞行的卫星的速度是1.67km/s.
北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种卫星组成,这两种卫星正常运行时( )
正确答案
解析
解:A、低轨卫星和地球同步卫星的轨道平面不一定重合,故A错误;
B、根据=m
得,v=,第一宇宙速度的轨道半径等于地球的半径,所以低轨卫星的线速度不可能大于第一宇宙速度7.9km/s.故B正确;
C、根据地球卫星万有引力提供向心力=m
=mω2r
T=2π,ω=
,所以地球同步卫星比低轨卫星的转动周期大,低轨卫星的角速度比地球同步卫星角速度大,故C正确,D错误;
故选:BC.
“空间站”是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所,假设“空间站”正在地球赤道平面内的圆轨道上运行,其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一,且运行方向与地球自转方向一致.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据可得线速度v=
,离地球表面的高度不是其运动半径,所以线速度之比不是
:1,故A错误;
B、根据可得加速度
,同步卫星离地高度大于空间站离地高度,故其加速度小于空间站加速度,故B正确;
C、轨道半径越大,角速度越小,同步卫星和地球自转的角速度相同,所以空间站的角速度大于地球自转的角速度,所以站在地球赤道上的人观察到空间站向东运动,故C错误;
D、在“空间站”工作的宇航员处于完全失重状态,靠万有引力提供向心力,做圆周运动,而不是不受重力作用,故D错误.
故选:B.
西昌卫星发射中心的火箭发射架上,有一待发射的卫星,它随地球自转的线速度为v1,周期为T1;发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动,线速度为v2、周期为T2;实施变轨后,使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动,线速度为v3、周期为T3.则v1、v2、v3的大小关系是______;T1、T2、T3的大小关系是______.(用“>”或“=”连接)
正确答案
v2>v3>v1
T1=T3>T2
解析
解:对于待发射卫星和同步卫星,角速度相等,根据v=rω知,v3>v1,
由于同步卫星的周期与地球上的物体随地球自转的周期相同,即T1=T3,
根据万有引力提供向心力列出等式
=
=
v=,由于同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径,所以v2>v3,
T=2π,由于同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径,所以T3>T2,
所以v1、v2、v3的大小关系是v2>v3>v1,T1、T2、T3的大小关系是T1=T3>T2 .
故答案为:v2>v3>v1,T1=T3>T2
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