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1、选择题 一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行,要测定该行星的密度,仅仅只需测定(?)
A.运行周期
B.环绕半径
C.行星的体积
D.运动速度
参考答案:A
本题解析:研究飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行,根据根据万有引力提供向心力,列出等式表示出行星的质量.
根据密度公式
表示出密度.根据密度公式得:
A、根据根据万有引力提供向心力,列出等式:
,得:
,
代入密度公式得:
,故A正确.
B、已知飞船的轨道半径,无法求出行星的密度,故B错误.
C、测定行星的体积,不知道行星的质量,故C错误.
D、已知飞船的运行速度,根据根据万有引力提供向心力,列出等式得:
,
代入密度公式无法求出行星的密度,故D错误.
故选A.
点评:运用物理规律表示出所要求解的物理量,再根据已知条件进行分析判断.
本题难度:简单
2、简答题 我国执行首次载人航天飞行的神州五号飞船于2003年10月15日在中国酒泉卫星发射中心发射升空.飞船由长征-2F运载火箭先送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道,在B点实施变轨后,再进入预定圆轨道,如图所示.已知飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,近地点A距地面高度为L1,地球表面重力加速度为g,地球半径为R,求:
(1)飞船在近地点A的加速度aA为多大?
(2)远地点B距地面的高度L2为多少?
参考答案:(1)设地球质量为M,飞船的质量为m,在A点受到的地球引力为
? F=GmM(R+L1)2
地球表面的重力加速度
?g=GMR2
又由牛顿第二定律
? ?F=ma
联立以上三式得?
? ?aA=Fm=GM(R+L1)2=R2g(R+L1)2
飞船在近地点A的加速度aA为R2g(R+L1)2.
(2)飞船在预定圆轨道飞行的周期
? ? ?T=tn
由牛顿运动定律得
? ?GMm(R+L2)2=m(2πT)2(R+L2)?
联立解得?
? ?L2=?3
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 低轨道人造地球卫星的运动过程中由于受到稀薄大气的阻力作用,轨道半径会逐渐变小,在此过程中,对于以下有关各物理量变化情况的叙述中正确的是(?)
A.卫星的线速度将逐渐增大
B.卫星的环绕周期将逐渐增大
C.卫星的角速度将逐渐增大
D.卫星的向心加速度将逐渐增大
参考答案:ACD
本题解析:分析:根据万有引力提供向心力
=mrω2=mr
=ma,判断线速度、角速度、周期、向心加速度的变化.
解答:解:A、根据
,v=
,知轨道半径减小,速率增大.故A正确.
B、根据
?mr
,T=
,知轨道半径减小,周期减小.故B错误.
C、根据
=mrω2,ω=
,知轨道半径减小,角速度增大.故C正确.
D、根据
,a=
,知轨道半径减小,向心加速度增大.故D正确.
故选ACD.
点评:解决本题的关键掌握万有引力提供向心力
=mrω2=mr
=ma,会根据该规律判断线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系.
本题难度:简单
4、简答题 已知一颗人造卫星在某行星表面上空绕行星做匀速圆周运动,经过时间t,卫星运动的弧长为s,卫星与行星的中心连线扫过的角度是1rad,则卫星的环绕周期T为多少?该行星的质量是多少?(引力常量为G)
参考答案:(1)由圆周运动的规律得:T=2πω,ω=1t?
?得:T=2πt.
(2)卫星在行星表面上做圆周运动,
由万有引力提供向心力得:GMmR2=mω2R,
而R=sθ=s,
?解得:M=s3Gt2
答:卫星的环绕周期T为2πt,该行星的质量是s3Gt2
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 2011年11月1日5时58分07秒,中国“长征二号F”遥八运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场点火起飞,将“神舟八号”飞船发射升空.根据轨道计算结果,“神舟八号”飞船于6时7分53秒进入近地点约200千米,远地点329千米,轨道倾角为42度,周期5379秒的初始轨道,随后在地面测控通信系统的导引下,神舟八号飞船经五次变轨,从初始轨道转移到330千米的近圆轨道.现假设长征二号运载火箭托举着神舟八号飞船送入近地点为A、远地点为B的初始椭圆轨道上,A点距地面的高度为h1,如图所示.以后变轨到近园轨道上运行,若飞船在近圆轨道上飞行n圈所用时间为t.已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R.飞船的质量为m0.求:
(1)飞船在A点的加速度大小a.
(2)飞船在远地点B距地面的高度h2.
(3)假设飞船在初始椭圆轨道A点的速度为VA,变轨后进入近园轨道运行,这个过程合外力对飞船做的功.

参考答案:(1)设地球质量为M.
飞船在A点:GMm0(R+h)2=m0a
对地面上质量为m的物体:GMmR2=mg
解得:a=R2(R+h1)2g
(2)飞船在近圆轨道上飞行的周期:T=tn
近圆轨道半径为r=h2+R,
则有:GMmr2=m4π2T2r
解出:h2=3gR2t24π2n2
本题解析:
本题难度:一般