1、简答题 某未知天体,在距离它5×107km处有一颗卫星绕它做匀速圆周运动,已知卫星绕未知天体运动的周期为150天,引力常量为6.67×10-11N?m2?kg-2,估算未知天体的质量.(结果保留一位有效数字)
参考答案:卫星绕天体做匀速圆周运动时,由天体的万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律得
? GMmr2=m4π2T2r
得天体的质量M=4π2r3GT2
其中T=150d=150×24×3600s,r=5×107km=5×1010m,G=6.67×10-11N?m2?kg-2,
代入解得,M≈4×1029kg
答:未知天体的质量为4×1029kg
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题
(1)该行星的同步卫星距行星表面的高度h.
(2)该行星的自转周期TR.
参考答案:
(1)
(2)
本题解析:(1)对绕行星表面运行的卫星有:
?3分
对该行星的同步卫星有:
?3分
可解得:
?2分
(2)由于:
?3分
所以:
?1分
本题难度:简单
3、选择题 同步卫星离地心距离为r,运行速率为v1,加速度为al,地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则
A.al/ a2=r/R ’
B.al/ a2=R2/r2
C. v12/ v22= R2/r2
D. v12/ v22=
参考答案:AD
本题解析:同步卫星跟地球赤道上的物体具有相同的角速度根据
可知加速度与半径成正比,即al/ a2=r/R,A对,B错。同步卫星的运行速度和第一宇宙速度之间的关系根据
可知速度与
成反比,CD错(
)
本题难度:简单
4、选择题 如图所示,三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上,设地球质量为M,半径为R.下列说法正确的是( )
A.地球对一颗卫星的引力大小为
B.一颗卫星对地球的引力大小为
C.两颗卫星之间的引力大小为
D.三颗卫星对地球引力的合力大小为
参考答案:
A、根据万有引力定律F=GmMr2可知,质量分布均匀的球体间的引力距离r等于两球心间的距离,而r-R为同步卫星距地面的高度,故A错误;
B、计算卫星与地球间的引力,r应为卫星到地球球心间的距离也就是卫星运行轨道半径r,故B选项正确;
C、根据几何关系可知,两同步卫星间的距离d=
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 中新网2010年4月23日报道,美国无人驾驶空天飞机X-37B于北京时间4月23日发射升空.如图14所示,空天飞机能在离地面6万米的大气层内以3万公里的时速飞行;如果再用火箭发动机加速,空天飞机就会冲出大气层,像航天飞机一样,直接进入地球轨道,做匀速圆周运动.返回大气层后,它又能像普通飞机一样在机场着陆,成为自由往返天地间的输送工具.关于空天飞机,下列说法正确的是 (? )

A.它从地面发射加速升空时,机舱内的物体处于失重状态
B.它在6万米的大气层内飞行时,只受地球的引力
C.它在做匀速圆周运动时,所受地球的引力做正功
D.它从地球轨道返回地面,必须先减速
参考答案:D
本题解析:空天飞机从地面发射加速升空时,加速度向上,机舱内的物体处于超重状态;空天飞机在飞行时还要受空气阻力;它在做匀速圆周运动时,所受地球的引力不做功。
本题难度:一般