1、简答题 有一质量为m的航天器靠近地球表面绕地球作圆周运动(轨道半径等于地球半径),某时刻航天器启动发动机,在很短的时间内动能变为原来的
,此后轨道为椭圆,远地点与近地点距地心的距离之比是2:1,经过远地点和经过近地点的速度之比为1:2.己知地球半径为R,地球质量为M,万有引力恒量为G.
(1)求航天器靠近地球表面绕地球作圆周运动时的动能;
(2)在从近地点运动到远地点的过程中克服地球引力所做的功为多少?
参考答案:
(1)航天器靠近地球表面绕地球运动时,万有引力提供向心力
GMmR2=mv2R…①
由①得v2=GMR
故此时航天器动能Ek=12mv2=GMm2R
(2)根据题意知,航天器在近地点的动能
Ek近=43Ek=2GMm3R
又因为Ek近Ek远=v2近v2远=41
所以远地点的动能Ek远=14Ek近=GmM6R
航天器从近地点向远地点运动的过程中只有地球引力做功,根据动能定理有:
W引=Ek远-Ek远=GmM6E-2GMm3R=-GmM2R
所以克服地球引力所做的功为GMm2R
答:(1)航天器靠近地球表面绕地球作圆周运动时的动能为GMm2R;
(2)在从近地点运动到远地点的过程中克服地球引力所做的功为GMm2R.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 假如作圆周运动的地球人造卫星的轨道半径增大到原来的4倍后仍作圆周运动,则( )
A.卫星线速度将增大到原来的4倍
B.卫星所需的向心力将减小到原来的
C.根据公式F=,可知卫星的向心力将减小到原来的
D.可以推导证明卫星的线速度将减小到原来的
参考答案:A、C:卫星的向心力是由万有引力提供的:ma=GMmr2,所以,人造卫星的轨道半径增大到原来的4倍后,卫星的向心力减小为原来的116,故A错误,C正确;
B、D:卫星的向心力是由万有引力提供的:GMmr2=mv2r,整理得:v=
本题解析:
本题难度:简单
3、选择题 “天空一号”于今年9月29日21时16分在酒泉卫星发射中心发射升空,“神舟八号”飞船?将在一个月后与其对接( )
A.“今年21点16分”和“一个月”前者表示“时刻”后者表示“时间”
B.“天空一号”绕地球飞行一圈,它的位移和路程都为0
C.对接时地面控制中心将对“天空一号”进行飞行姿态调整时可以将它看成质点
D.“天空一号”绕地球飞行一圈平均速度为0,但它在每一时刻的瞬时速度都不为0
参考答案:A.“今年21点16分”是一个瞬间,是时刻,“一个月”是两个时刻之间,是时间,故A正确;
B.位移是指初位置指向末位置的有向线段,路程是物体运动轨迹的长度,所以“天空一号”绕地球飞行一圈,它的位移为0,路程为圆的周长,故B错误;
C.进行飞行姿态调整时,形状和大小对其有影响,故不能看成质点,故C错误;
D.“天空一号”绕地球飞行一圈位移等于0,故平均速度等于0,但瞬时速度不为0,故D正确;
故选AD.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 实现全球通讯至少要三颗地球同步轨道卫星,如图,三颗地球同步卫星a、b、c等间隔分布在半径为r的圆轨道上.则三颗卫星( )

A.质量必须相同
B.某时刻的线速度相同
C.绕地球的运行周期相同
D.绕行方向与地球自转方向相同