1、选择题 一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为v,假设宇航员在该行星表面用弹簧测力计测量一质量为m的物体的重力,当物体处于竖直静止状态时,弹簧测力计的示数为F,已知引力常量为G,则这颗行星的质量为( )
A.
B.
C.
D.
参考答案:宇航员用弹簧秤竖直悬挂质量为m的钩码时,弹簧秤的示数为F,则有:
g=Fm
一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,根据万有引力等于需要的向心力得
GMm′R2=m′v2R
根据万有引力等于重力得
GMm′R2=m′g
解得这颗行星的质量M=mv4GF,
故选B.
本题解析:
本题难度:简单
2、选择题 2013年12月2日1时30分,“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空。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,最终在月球表面实现软着陆。若以R表示月球的半径,引力常量为G,忽略月球自转及地球对卫星的影响,下列说法不正确的是(?)
A.“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为
B.月球的第一宇宙速度为
C.月球的质量为
D.物体在月球表面自由下落的加速度大小为
参考答案:A
本题解析:根据万有引力提供向心力
,得向心加速度
,所以A错误;根据
可求:月球的质量
,所以C正确;根据黄金代换
,又
联立解得月球表面重力加速度
,所以D正确;可得月球的第一宇宙速度
,故B正确;所以本题不正确的选择A。
本题难度:一般
3、计算题 某宇航员在飞船发射前测得自身连同宇航服等随身装备共重840 N,在火箭发射阶段,发现当飞船随火箭以a=g/2的加速度匀加速竖直上升到某位置时(其中g为地球表面处的重力加速度),其身下体重测试仪的示数为1220 N.设地球半径R="6400" km,地球表面重力加速度g="10" m/s2(求解过程中可能用到
="1.03,"
1.02).问:
(1)该位置处的重力加速度g′是地面处重力加速度g的多少倍?
(2)该位置距地球表面的高度h为多大?
参考答案:(1)
?(2)128 km
本题解析:( 1)飞船起飞前,对宇航员受力分析有G=mg,得m="84" kg.
在h高度处对宇航员受力分析有F-mg′=ma,得
?(2)根据万有引力公式:

得h="0.02R=128" km
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,两卫星A、B在各自的轨道上绕地球做匀速圆周运动,半径之比RA:RB=a:b,则(?)

A.两卫星A、B的线速度大小之比为
?
B.两卫星A、B的线速度大小之比为
C.两卫星A、B的角速度大小之比为
D.两卫星A、B的加速度大小之比为
参考答案:B
本题解析:略
本题难度:简单
5、计算题 继神秘的火星之后,去年土星也成了全世界关注的焦点.经过近7年35.2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后,美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间2005年6月30日(北京时间7月1日)抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族.“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道,在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t.求:土星的质量M和土星表面的重力加速度g.(万有引力常量为G)
参考答案:M =
。?g=
.
本题解析:设“卡西尼”号的质量为m ,土星的质量为M .“卡 西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动,其向心力由万有引力提供.
G
=m (
)2(R+h)? (3分)
其中T=
,? (3分)?
所以M =
? (1分)
设土星表面处有一质量为m1的物体,则有
m1g=G
,? (4分)?
得g=
.? (3分)
本题难度:一般