1、简答题 若把“神舟”六号载人飞船绕地飞行的运行看作是在同一轨道上的匀速圆周运动,且已知运行的周期为T,地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,用T、g、R能求出哪些与“神舟”六号载人飞船有关的物理量?分别写出计算这些物理量的表达式(不必代入数据计算).
参考答案:设地球之旅M,飞船质量为m,飞船轨道半径为r,
地球表面上质量为m′的物体所受重力等于地球对它的万有引力,
则m′g=GMm′R2,
则GM=gR2,
万有引力为飞船做圆周运动提供向心力,
由牛顿第二定律得:GMmr2=m(2πT)2r,
解得,得飞船轨道半径r=3R2gT24π2
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 中国首颗月球探测卫星“嫦娥一号”简化后的路线示意图如图所示。卫星由地面发射后,先经过地面发射轨道进入地球附近的停泊轨道做匀速圆周运动;然后从停泊轨道经过调控进入地月转移轨道;到达月球附近时,再次调控进入工作轨道做匀速圆周运动,这时卫星将开始对月球进行探测。已知地球与月球的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工作轨道的轨道半径之比为b。则下列说法中正确的是

A.卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为
B.卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为
C.卫星在停泊轨道运行的速度可能大于地球的第一宇宙速度
D.卫星从停泊轨道调控进入地月转移轨道过程机械能守恒
参考答案:B
本题解析:由已知条件可得,m地:m月=a;R停:R工=b;
在A中,卫星绕地球或月球运动时,由牛顿第二定律可得,
,即v=
,故卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为
:
=
=
,故A是不对的;
在B中,因为
,即T=2π
,故卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为2π
:2π
=
,故B是正确的。
在C中,由于卫星在停泊轨道运行时的半径大于地球的半径,故卫星在停泊轨道运行的速度要小于地球的第一宇宙速度,C是不对的;
在D中,卫星从停泊轨道调控进入地月转移轨道过程中,要加速,故外力对卫星做功,所以其机械能应该增大,所以机械能并不守恒,D是不对的。
本题难度:一般
3、选择题 已知地球质量大约是月球质量的81倍,地球半径大约是月球半径的4倍,不考虑地球、月球自转的影响,由以上数据可以推算出
[? ]
A.地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9:8
B.地球表面的重力加速度与月球表面的重力加速度之比约为9:4
C.靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为64:81
D.靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度之比约为9:2
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 (10分)中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心成功升空,标志着中国航天正式开始了深空探测的新时代。已知月球表面的重力加速度为
,月球的半径为R,“嫦娥一号”绕月球匀速圆周运动的周期为T,求“嫦蛾一号”绕月球作匀速圆周运动的轨道半径r。
参考答案:
本题解析:解:设“嫦娥一号”的质量为
,月球的质量为M
由万有引力提供向心力可得:
(1)(4分)
而
(2)(4分)
由(1)(2)可得
(2分)
本题难度:简单
5、选择题 下面关于万有引力的说法中正确的是:
A.万有引力是普遍存在于宇宙中所有具有质量的物体之间
B.重力和万有引力是两种不同性质的力
C.当两物体间距离为零时,万有引力将无穷大
D.两个物体之间的万有引力是一对平衡力
参考答案:A
本题解析:万有引力定律是普遍使用的,A对;重力是万有引力的一个分力,所以两个力是同种性质的力,B错;万有引力定律的使用条件是真空中的两个质点,当两物体距离为零时,两个物体不再看成质点,万有引力定律不适用,C错;两个物体之间的万有引力是一对相互作用力,D错
本题难度:简单