- 第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度
- 共748题
关于第一宇宙速度,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度,在地面附近发射飞行器,如果速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s,它绕地球飞行的轨迹就不是圆,而是椭圆.
故它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度,也是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度,因而AB错误;
C、人造卫星在圆轨道上运行时,运行速度v=,轨道半径越大,速度越小,故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度,即近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度,因而C正确;
D、在地面附近发射飞行器,如果速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s,它绕地球飞行的轨迹就不是圆,而是椭圆,故在椭圆轨道上运行的卫星,在近地点的速度均大于7.9km/s,远地点的速度不能确定,因而D错误;
故选:C.
已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响.
(1)第一宇宙速度v1的表达式为______;
(2)若我国风云二号气象卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距地面高度为h,则该卫星的运行周期T=______.
正确答案
解:(1)设卫星的质量为m,地球的质量为M,在地球表面附近=mg ①
卫星受到的万有引力提供其圆周运动的向心力
=
②
联立①②,解得:v=
(2)根据万有引力提供向心力列出等式:=
③
r=h+R ④
联立①③④,解得:T=2π;
故答案为:;
.
解析
解:(1)设卫星的质量为m,地球的质量为M,在地球表面附近=mg ①
卫星受到的万有引力提供其圆周运动的向心力
=
②
联立①②,解得:v=
(2)根据万有引力提供向心力列出等式:=
③
r=h+R ④
联立①③④,解得:T=2π;
故答案为:;
.
宇航员站在一星球表面上,沿水平方向以V0的初速度抛出一个小球,测得抛处点的高度为h,与落地点之间的水平距离为L,已知该星球的半径为R,求该星球的第一宇宙速度.
正确答案
解:(1)小球在星球表面做平抛运动
水平方向有:L=V0t
可得小球运动时间为:t=
小球在竖直方向自由落体运动,有:h=gt2
有小球在星球表面的重力加速度为:g==
在星球表面重力与万有引力相等有:
mg=G
卫星绕地球做圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力为:
G=m
得该星球的第一宇宙速度为:v=
答:该星球的第一宇宙速度.
解析
解:(1)小球在星球表面做平抛运动
水平方向有:L=V0t
可得小球运动时间为:t=
小球在竖直方向自由落体运动,有:h=gt2
有小球在星球表面的重力加速度为:g==
在星球表面重力与万有引力相等有:
mg=G
卫星绕地球做圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力为:
G=m
得该星球的第一宇宙速度为:v=
答:该星球的第一宇宙速度.
“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成,30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星,中轨道卫星的高度约为21500Km,同步卫星的高度约为36000Km,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据G=ma,则有a=
,轨道半径越大,向心加速度越小,中轨道卫星的轨道半径小,向心加速度大.故A错误.
B、根据G=m
,知道轨道半径越大,线速度越小,第一宇宙速度的轨道半径为地球的半径,所以第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度,所以静止轨道卫星和中轨卫星的线速度均小于地球的第一宇宙速度.故B错误.
C、根据G=mr(
)2,T=
,所以中轨道卫星比静止轨道卫星的周期小.故C正确.
D、地球赤道上随地球自转物体和静止轨道卫星具有相同的角速度,根据a=rω2,知随地球自转的物体向心加速度比同步卫星向心加速度小.故D正确.
故选:CD.
一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上,沿竖直方向上以初速度v0抛出一个小时,测得小球经时间t落回抛出点,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求:
(1)该星球的密度;
(2)该星球的第一宇宙速度.
正确答案
解:(1)小球做竖直上抛运动,则由x=v0t+gt2
解得:g=
星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力,则由mg=
得:M=
由于:ρ==
=
;
(2)物体在星球表面附近能做匀速圆周运动,其向心力由星球的吸引力提供,则由=m
解得:v==
=
答:(1)该星球的密度为;
(2)该星球的第一宇宙速度.
解析
解:(1)小球做竖直上抛运动,则由x=v0t+gt2
解得:g=
星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力,则由mg=
得:M=
由于:ρ==
=
;
(2)物体在星球表面附近能做匀速圆周运动,其向心力由星球的吸引力提供,则由=m
解得:v==
=
答:(1)该星球的密度为;
(2)该星球的第一宇宙速度.
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