- 地球卫星
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假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0.“嫦娥三号”飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动,到达轨道的A点,点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动.下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、飞船做圆周运动,根据万有引力等于向心力,列出等式:
=
=m
v=
飞船在轨道Ⅲ跟轨道Ⅰ的轨道半径之比是1:4,
所以飞船在轨道Ⅲ跟轨道Ⅰ的线速度大小之比为2:1,故A正确
B、T=2,
根据月球表面物体万有引力等于重力得:
=mg0.
飞船在轨道Ⅰ绕月球运动一周所需的时间为T=2=
,故B错误
C、飞船在A点处点火时,是通过向行进方向喷火,做减速运动,向心进入椭圆轨道,所以点火瞬间是动能减小的,故C错误
D、飞船在Ⅱ轨道上由A点运动到B点的过程中,万有引力做正功,动能增大,故D正确
故选:AD.
“嫦娥二号”探月卫星绕地运行一段时间后,离开地球飞向月球.如图所示是绕地飞行的三条轨道,轨道1是近地圆形轨道,2和3是变轨后的椭圆轨道.A点是2轨道的近地点,B点是2轨道的远地点,卫星在轨道1的运行速率为7.7km/s,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、卫星在经过A点时,要做离心运动才能沿2轨道运动,卫星在1轨道上的速度为7.7km/s,故在2轨道上经过A点的速度一定大于7.7km/s.故A错误.
B、假设有一圆轨道经过B点,根据v=,可知此轨道上的速度小于7.7km/s,卫星在B点速度减小,才会做近心运动进入2轨道运动.故卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7km/s,故B正确.
C、卫星的运动的轨道高度越高,需要的能量越大,具有的机械能越大,所以卫星在3轨道所具有的机械能一定大于2轨道所具有的机械能,故C错误.
D、根据开普勒第二定律可知近月点速度大于远月点速度,故比较卫星在轨道3经过A点和轨道2经过A点的速度即可,又因为卫星在轨道2经过A点要加速做离心运动才能进入轨道3,故卫星在3轨道所具有的最大速率大于2轨道所具有的最大速率.故D错误.
故选:B.
设“嫦娥1号”探月卫星的轨道是圆形的,且贴近月球表面.已知月球的质量约为地球质量的,月球的半径约为地球半径的
,地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s,则该探月卫星绕月运行的速率约为( )
正确答案
解析
解:根据万有引力提供圆周运动向心力有:
可得近地卫星的运行速率为:
得:=
所以可得:
故选:B.
已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,不考虑地球自转的影响.
(1)求地球的质量;
(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,求卫星的运行周期.
正确答案
解:(1)由
得地球质量.
(2)由
又GM=gR2
得卫星的运动周期.
答:(1)地球的质量.
(2)卫星的运行周期.
解析
解:(1)由
得地球质量.
(2)由
又GM=gR2
得卫星的运动周期.
答:(1)地球的质量.
(2)卫星的运行周期.
两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星A和B,它们的轨道半径、运动周期、线速度、角速度、向心加速度分别用rA、TA、vA、ωA、aA和rB、TB、vB、ωB、aB表示,若rA>rB,则( )
正确答案
解析
解:根据得,线速度v=
,向心加速度a=
,周期T=
,
rA>rB,则vA<vB,aA<aB,TA>TB,故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
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