1、选择题 关于地球同步通讯卫星,下列说法正确的是(?)
A.它一定在赤道上空运行
B.各国发射的这种卫星轨道半径不一样
C.它运行的线速度一定大于第一宇宙速度
D.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间
参考答案:A
本题解析:地球同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道,与赤道平面重合,故A正确;地球同步卫星距离地球的高度约为36000 km,半径一样,所以各国发射的这种卫星轨道半径都一样,故B正确;地球同步卫星在轨道上的绕行速度约为3.1千米/秒,小于7.9km/s,故C正确D错误,故选A
点评:本题难度较小,地球卫星围绕地球做匀速圆周运动,圆心是地球的地心,万有引力提供向心力,轨道的中心一定是地球的球心;同步卫星有四个“定”:定轨道、定高度、定速度、定周期.本题难度不大,属于基础题
本题难度:简单
2、计算题 一卫星绕某行星做匀速圆周运动,已知行星表面的重力加速度为g行,行星的质量M与卫星的质量m之比M/m=81,行星的半径R行与卫星的半径R卫之比R行/R卫=3.6,行星与卫星之间的距离R与行星的半径R行之比R/R行=60。设卫星表面的重力加速度为g卫,则在卫星表面有: ?
GMm/R2=mg卫 ①
…… ?
经过计算得出:卫星表面的重力加速度为行星表面的重力加速度的1/3600。上述结果是否正确?若正确,列式证明;若错误,求出正确结果。
参考答案:解:所得的结果是错误的
①式中的g卫并不是卫星表面的重力加速度,而是卫星绕行星做匀速圆周运动的向心加速度
正确解法是:
卫星表面Gm/R卫2=g卫
行星表面GM/R行2=g行
(R行/R卫)2m/M=g卫/g行
即g卫=0.16g行
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 已知海王星和地球的质量比m1:m2=16:1,它们的半径比R1:R2=4:1求:
(1)海王星和地球的第一宇宙速度之比v1:v2
(2)海王星表面和地球表面重力加速度之比g1:g2.
参考答案:(1)设卫星的质量为m,半径为R,行星的质量为M,行星的第一宇宙速度为v.
? 则GMmR2=mv2R? 得到v=
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 一颗质量为m的人造卫星,在距地面高度为h的圆轨道上运动,已知地球的质量为M,地球半径为R,引力常量为G,求:
(1)卫星绕地球运动的向心加速度;
(2)卫星绕地球运动的周期;
(3)卫星绕地球运动的动能.
参考答案:(1)万有引力提供卫星做圆周运动的向心力 GMm(h+R)2=ma…①
所以卫星的加速度a=GMm(h+R)2…②
(2)由于a=?2r=4π2T2(R+h)…③
故由②③得卫星的周期 T=2π(R+h)
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 科学家认为火星是太阳系内除地球以外最有可能存在生命的星球。已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,火星的质量是地球质量的0.1倍,火星的半径是地球半径的0.5倍。假设火星是个均匀的球体,且不考虑火星表面大气阻力的影响,请推导并利用以上字母表达:
(1)火星表面的重力加速度g0;
(2)火星探测器能够环绕火星做匀速圆周运动的最大速度
;
(3)火星探测器能够围绕火星做匀速圆周运动的最小周期T0。
?
参考答案:(1)? 0.4g?(2)
?
(3)
本题解析:(1)已知:
?①?(1分)
?②?(1分)
(1)对于质量为m的物体,在火星和地球表面分别有:
火星表面:
?③?(3分)
地表面:
?④?(3分)
联解上四式的:
?(2分)
(2)设火星探测器质量为m,探测器近火星地表环绕时速度最大。?(1分)
则有:
?⑤?(2分)
解得:
?(2分)
(3)探测器最小周期为:

本题难度:一般