- 地球卫星
- 共6113题
已知地球的半径R=6.4×106m,地面附近的重力加速度g=9.8m/s2,计算在距离地面高为h=2.0×106m的圆形轨道上的卫星做匀速圆周运动的线速度v和周期T.
正确答案
解:(1)在地面附近有: ①
在离地面h高处轨道上有: ②
由 ①②联立得v==
=6.9×103m/s
(2)由得:
T==
=7.6×103s
答:卫星运动的线速度为6.9×103m/s;卫星的周期为7.6×103s.
解析
解:(1)在地面附近有: ①
在离地面h高处轨道上有: ②
由 ①②联立得v==
=6.9×103m/s
(2)由得:
T==
=7.6×103s
答:卫星运动的线速度为6.9×103m/s;卫星的周期为7.6×103s.
设地面附近重力加速度为g0,地球半径为R0,人造地球卫星的圆形轨道半径为R,那么以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:在地球表面重力等于万有引力:,可得GM=
,所以:
A、卫星在轨道上运动时万有引力提供圆周运动向心力,可知,卫星的加速度
,故A正确;
B、卫星在轨道上万有引力提供圆周运动向心力有:,得卫星运行的线速度v=
,故B正确;
C、卫星在轨道上运动时万有引力提供圆周运动向心力有:,得卫星运动的角速度ω=
=
,故C错误;
D、由C分析知卫星的周期,故D正确.
故选:ABD.
某航天飞机在地球赤道上空飞行,轨道半径为r,飞行方向与地球自传方向相同,设地球自转的角速度为ω0,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,在某时刻航天飞机通过赤道上某建筑物的上方,求它下次通过该建筑物上方所需的时间.
正确答案
解: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:
F==mω2r
解得:
ω= ①
卫星再次经过某建筑物的上空,卫星多转动一圈,有:
(ω-ω0)t=2π ②
在地球表面,重力等于万有引力得:
=mg
地球表面的重力加速度为:
g= ③
联立①②③后,解得:
t=
答:它下次通过该建筑物上方所需的时间为.
解析
解: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:
F==mω2r
解得:
ω= ①
卫星再次经过某建筑物的上空,卫星多转动一圈,有:
(ω-ω0)t=2π ②
在地球表面,重力等于万有引力得:
=mg
地球表面的重力加速度为:
g= ③
联立①②③后,解得:
t=
答:它下次通过该建筑物上方所需的时间为.
美国科学家发射的最新火星登陆器“凤凰”号(造价高达4.2亿美元)登陆火星后(下图为“凤凰”号着陆情景),为了测定火星的重力加速度,进行了如下实验.在一外方内圆的盒子内放一个小球,且小球质量与盒子质量相等均为m,通过计算机控制,给小球一个初速度υ,让小球在竖直平面内做圆周运动,结果发现小球在经过最高点时盒子刚好能离开地面,已知盒子内壁光滑,半径为R,火星的半径为R‘试求:
(1)火星表面的重力加速度?
(2)“凤凰”号返回地球时,离开火星时的速度?(第一宇宙速度和第二宇宙速度的关系为)
正确答案
解:(1)设小球经过最高点时速度为υ‘,由最低点到最高点时,机械能守恒,则有
在最高点,由题意可知方盒对小球向下的作用力为mg,由牛顿第二定律得
联立解得:…①
(2)设火星质量为M,则由万有引力定律可得在火星表面上有…②
当“凤凰”号沿火星表面上附近运动时有…③
联立①②③解得:
根据题意可知“凤凰”号返回地球时,离开火星时的速度必须满足第二宇宙速度,即“凤凰”号离开火星时的速度为:
答:(1)火星表面的重力加速度.
(2))“凤凰”号返回地球时,离开火星时的速度.
解析
解:(1)设小球经过最高点时速度为υ‘,由最低点到最高点时,机械能守恒,则有
在最高点,由题意可知方盒对小球向下的作用力为mg,由牛顿第二定律得
联立解得:…①
(2)设火星质量为M,则由万有引力定律可得在火星表面上有…②
当“凤凰”号沿火星表面上附近运动时有…③
联立①②③解得:
根据题意可知“凤凰”号返回地球时,离开火星时的速度必须满足第二宇宙速度,即“凤凰”号离开火星时的速度为:
答:(1)火星表面的重力加速度.
(2))“凤凰”号返回地球时,离开火星时的速度.
火星半径是地球半径的一半,火星质量约为地球质量的,那么地球表面质量为m的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量的人受到火星引力的多少倍?
正确答案
解:根据星球表面的万有引力等于重力得:
=mg
解得:g=,
火星的半径是地球半径的-半,火星的质量约为地球质量的,
所以火星与地球上重力加速度之比为,
根据星球表面的万有引力等于重力得到:F万=mg
地球表面50Kg的物体受到地球的引力约是火星表面同等质量的物体受到火星引力的倍.
答:地球表面质量为m的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量的人受到火星引力的倍.
解析
解:根据星球表面的万有引力等于重力得:
=mg
解得:g=,
火星的半径是地球半径的-半,火星的质量约为地球质量的,
所以火星与地球上重力加速度之比为,
根据星球表面的万有引力等于重力得到:F万=mg
地球表面50Kg的物体受到地球的引力约是火星表面同等质量的物体受到火星引力的倍.
答:地球表面质量为m的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量的人受到火星引力的倍.
扫码查看完整答案与解析