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1、简答题 已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑地球自转的影响.
(1)推导出第一宇宙速度v1的表达式;
(2)我国自行研制的“神舟七号”载人飞船于2008年9月25日从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场用长征二号F火箭发射升空.假设“神舟七号”飞船进入预定轨道后绕地球做匀速圆周运动,运行的周期是T,结合题干中所给的已知量,求飞船绕地球飞行时离地面的高度h.
参考答案:(1)设卫星的质量为m,地球的质量为M
在地球表面附近满足GMmR2=mg
卫星做圆周运动的向心力由它受到的万有引力提供?GMmR2=mv12R
?解得:第一宇宙速度v1=
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为
的质点距离质量为M0?的引力源中心为
时。其引力势能
(式中G为引力常数)。现有一颗质量为
的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行,由于受高空稀薄空气的阻力作用,卫星的圆轨道半径从
缓慢减小到
。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,求此过程中卫星克服空气阻力做功。(用m、R、g、
、
表示)
参考答案:
本题解析:设卫星轨道半径为r时,
由:
①?(M为地球的质量)?(2分)
由题目条件?其引力势能为:?
?②?(1分)
由①②得:
卫星在在r处时的总能量(动能与引力势能之和)为:
③?( 1分)
故半径为r1时,卫星总能量
④?(1分)
故半径为r2时,其总能量
⑤?(1分)
由功能关系关系得:卫星轨道变化过程中克服阻力的功?
⑥?(3分)?
又由:
⑦?(2分)
由⑥⑦得:
?(1分)?
点评:中等难度。引力势能实际是重力势能的另一种表现形式,克服阻力做的功等于卫星损失的机械能(动能与引力势能之和),千万注意不要丢了动能。
本题难度:一般
3、计算题 (10分)一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星离地面的高度为h。已知地球半径为R,地面重力加速度为g。求:
(1)卫星的线速度;
(2)卫星的周期。
参考答案:(1)
(2)
本题解析:解:(1)设卫星的质量为m,地球的质量为M根据万有引力定律


设在地球表面有一质量为m’的物体,根据万有引力定律
?(2分)
求出卫星的线速度
?(1分)
(2)根据万有引力定律
?(3分)
求出卫星的周期
?(1分)
本题考查的是对万有引力定律的理解问题,根据
即可求解;
本题难度:一般
4、选择题 多选
在地球表面物体的重力随纬度的升高而增加,其原因有( ? )
A.地球是个椭球体,两极的半径小于赤道的半径,因而万有引力增大
B.由于地球上各地的地质结构不同,高纬度处矿藏较多造成的
C.由于地球的磁极位于地球两极附近,因此产生附加的引力
D.由于物体随地球转动所需要的向心力是万有引力的一部分,纬度增大,传动的半径减小,在角速度相
? 同的条件下,向心力减小,重力就随着纬度升高而增大了
参考答案:AD
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 据环球时报2月11日报道,美国和俄罗斯的两颗卫星于2009年2月10日在太空相撞,相撞地点位于西伯利亚上空500英里(约805公里)。相撞地点下方270 英里(434公里)处是国际空间站的轨道,若把两颗卫星和国际空间站的轨道看作圆形轨道,则上述报道的两颗相撞卫星
[? ]
A.轨道半径相等
B.周期、向心加速度大小相等
C.运行速度均大于国际空间站的速度
D.运行周期均大于国际空间站的运行周期
参考答案:ABD
本题解析:
本题难度:一般