- 第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度
- 共748题
使物体脱离星球的引力束缚,不再绕星球运行,从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度,星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2=v1.已知某星球的半径为r,它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的
.不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为( )
正确答案
解析
解:设某星球的质量为M,半径为r,绕其飞行的卫星质量m,
由万有引力提供向心力得:
解得: ①
又因它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的.
得: ②
③
由①②③解得:
故选:B.
某星球的质量是地球质量的一半,它的直径也是地球直径的一半,该星表面的自由落体加速度是地球表面的______倍,它的“第一宇宙速度”是地球的______倍.
正确答案
2
1
解析
解:(1)由星体表面万有引力等于重力:mg=G
解得:=
×(
)2=
×
=
(2)由万有引力提供向心力:
G=m
解得第一宇宙速度为:
v=
故火星的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比为:=
=
=1;
故答案为:2,1.
某同学设想驾驶一辆“陆地-太空”两用汽车,沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大.当汽车速度增加到某一值时,它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”.不计空气阻力,已知地球的半径R=6400km.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、汽车沿地球赤道行驶时,由重力和支持力的合力提供向心力.设汽车的质量为m,支持力为F,速度为v,地球半径为R,
则由牛顿第二定律得 mg-F=m
F=mg-m
当汽车速度v增大时,支持力F减小,则汽车对对地面的压力减小.故A错误.
B、7.9km/s是第一宇宙速度,当汽车速度v=7.9km/s时,汽车将离开地面绕地球做圆周运动,成为近地卫星.故B正确
C、“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小,周期越小,则环绕地球附近做匀速圆周运动时,周期最小.
最小周期T=,v=7.9km/s,R=6400km,代入解得T=5087s=1.4h,“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h.故C错误.
D、在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态,不能用弹簧测力计测量物体的重力.故D错误.
故选B
关于第一宇宙速度,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、人造卫星在圆轨道上运行时,运行速度为: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,故A错误,
B、由A选项分析可知,当轨道半径是地球的半径时,则第一宇宙速度即为近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度,B错误;
C、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,如果速度等于7.9km/s,飞行器恰好做匀速圆周运动,如果速度小于7.9km/s,就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力,做近心运动而落地,所以发射速度不能小于7.9km/s;故C正确.
D、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,所以7.9km/s不是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度,故D错误.
故选:C.
在一本科幻小说里描述了这样的场景:主人公开着一辆小轿车,不断加速运动,最后离开地球表面成为绕地球运动的一颗“卫星”.若地球的半径约为6400km,则小轿车离开地面成为“卫星”时的速度约为______(g取l0m/s2)
正确答案
8km/s
解析
解:小轿车离开地面成为“卫星”时的运动,则运动是匀速圆周运动;
根据万有引力提供向心力,设轿车的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有F=F向
则:G=m
解得v=
又地球表面重力加速度为g= 知:
v==
=8×103m/s=8km/s.
故答案为:8km/s
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