1、选择题 我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星,该卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动,其运行的周期为T;卫星还在月球上软着陆。若以R表示月球的半径,忽略月球自转及地球对卫星的影响。则
A.月球的第一宇宙速度为
B.“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为
C.物体在月球表面自由下落的加速度大小为
D.由于月球表面是真空,“嫦娥三号”降落月球时,无法使用降落伞减速
参考答案:ACD
本题解析:由万有引力定律,
,又根据公式:
,此时r=R,解得第一宇宙速度为:
,故A正确;“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为
,选项B错误;由
可得
,选项C 正确;由于月球表面是真空,“嫦娥三号”降落月球时,无法使用降落伞减速,选项D 正确。
本题难度:简单
2、选择题 关于海王星下列说法错误的是(?)
A.海王星在天王星轨道的外侧
B.海王星被称为笔尖下发现的行星
C.海王星公转时的线速度比天王星的大
D.海王星公转周期比天王星的大
参考答案:C
本题解析:海王星在天王星轨道的外侧,半径较大,由线速度公式
可知半径越大,线速度越小,C错;
半径越大周期越大,D对;海王星是通过计算得来的,B对;
本题难度:简单
3、计算题 (10分)已知地球自转周期T,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,请使用上述已知量导出地球同步卫星距离地面的高度h的表达式,并说明同步卫星的轨道特点,运转方向。
参考答案:
;同步卫星的轨道在赤道面上;同步卫星的运转方向和地球自转方向相同.
本题解析:根据万有引力提供向心力及在地球表面万有引力等于重力, 设地球质量为M,卫星质量为m,地球同步卫星到地面的高度为h,地球同步卫星运转周期等于地球自转的周期,根据同步卫星所受万有引力提供向心力得
在地球表面上引力等于重力:
以上两式联立解得:地球同步卫星离地面的高度
由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,所以T为一定值,根据上面等式可知:同步卫星离地面的高度h也为一定值.它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的,所以同步卫星必定于赤道上空,其轨道必在赤道面上,运转方向和地球自转方向相同.
本题难度:简单
4、简答题 在某个半径为R=105m的行星表面,对于一个质量m=1kg的砝码,用弹簧称量,其重力的大小G=1.6N.则:
①请您计算该星球的第一宇宙速度v1是多大?
②请计算该星球的平均密度.(球体积公式V=
πR3,G=6.67×10-11N?m2/kg2,结果保留两位有效数字)
参考答案:(1)由重量和质量的关系知:G=mg
所以g=Gm=1.6m/s2
设环绕该行星作近地飞行的卫星,其质量为m′
所以根据万有引力提供向心力,应用牛顿第二定律有:
m′g=m′v21R
解得:v1=
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 2012年6月18日,神舟九号飞船与天宫一号交会对接。若飞船与天宫一号都在各自的轨道做匀速圆周运动,下列说法正确的是(引力常量G已知)
A.由飞船飞行的周期和轨道半径可以求出地球的质量
B.漂浮在飞船返回舱内的宇航员处于平衡状态
C.若飞船的轨道半径比天宫一号大,飞船的周期也比天宫一号大
D.只要知道飞船飞行的周期,就可以求出飞船离地面的高度
参考答案:AC
本题解析:由
,知道周期和轨道半径可求地球质量,A正确;飞船做匀速圆周运动不是平衡状态,B错误;知道轨道半径关系可求周期关系,C正确;只知道周期,不可求高度,D错误。
本题难度:简单