1、简答题 两颗卫星在同一轨道平面内朝同一个转动方向绕地球做匀速圆周运动,已知地球半径为R,卫星1离地面的高度为R,卫星2离地面的高度为3R.求:
(1)两颗卫星的周期T1:T2?
(2)若某一时刻两颗卫星相距最近,则卫星1至少经过多少个T1它们再相距最近?
参考答案:(1)两颗卫星在同一轨道平面内朝同一个转动方向绕地球做匀速圆周运动,
根据万有引力提供向心力GMmr2=m4π2rT2
周期T=2π
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 磁悬浮列车以大小为v的速度沿赤道高速向东行驶,某时刻人造地球卫星A正好经过磁悬浮列车正上方,运动方向与磁悬浮列车的运动方向相同,列车行驶路程s后,卫星又一次通过列车的正上方.已知地球的半径为R,自转周期为T0,地球表面的重力加速度为g,求卫星离地面的高度.
参考答案:设卫星的角速度为ω,
在列车行驶路程s的时间t=sv内,卫星又一次通过列车的正上方.
所以卫星转过的角度是ωt=2πtT0+vtR+2π
根据万有引力提供向心力得?
GMm(R+h)2=mω2(R+h)
根据黄金代换GM=gR2?
解得:h=3gR2(2πT0+vR+2πvs)2
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 对人造地球卫星,下列说法正确的是( ?)
A.由v=rω,卫星轨道半径增大到原来的两倍时,速度增大到原来的2倍
B.由F=mv2/r,卫星轨道半径增大到原来的两倍时,速度增大到原来的
倍
C.由F=GMm/r2,卫星轨道半径增大到原来的两倍时,向心力减为原来的1/4
D.由F=mv2/r,卫星轨道半径增大到原来的两倍时,向心力减为原来的1/2
参考答案:C
本题解析:卫星轨道半径增大到原来的两倍时,角速度发生了变化,不能根据
判断线速度的变化.故A错误卫星轨道半径增大到原来的两倍时,向心力发生了变化,不能根据
判断线速度的变化.故B错误.由
,卫星轨道半径增大到原来的两倍时,向心力减为原来的
.故C正确.卫星轨道半径增大到原来的两倍时,线速度发生了变化,不能通过
判断向心力的变化.故D错误.
故选C.
点评:人造卫星做圆周运动,万有引力提供向心力,卫星的线速度、角速度、周期都与半径有关,讨论这些物理量时要找准公式,正确使用控制变量法.
本题难度:一般
4、选择题 肩负我国首次太空行走运载任务的神舟七号飞船,在绕地球五圈后成功的由椭圆轨道变成圆形轨道,在圆轨道上飞船离地面的距离约为350km,绕行周期约为90min.设飞船在圆形轨道上的运动为匀速圆周运动,已知第一宇宙速度为7.9km/s,下述说法正确的是( )
A.对于飞船来说,它离地面越高,其绕行周期一定越大
B.对于飞船来说,它离地面越高,其绕行速度一定越大
C.飞船在圆形轨道上运动的线速度大小一定大于7.9km/s
D.飞船的轨道平面一定是垂直于地球自转轴的圆面
参考答案:A、B飞船绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,则得
? GMmr2=m4π2T2r=mv2r
则得T=2π
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后在Q点点火,使火箭加速,让卫星做离心运动,进入轨道2,到达P点后,再使卫星加速,进入预定轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点.则当卫星分别在1,2,3轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )
A.卫星在轨道2上从Q点向P点运动过程中的速度逐渐变大
B.卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过Q点时的加速度
C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D.卫星在轨道2上经过P点时的速度等于它在轨道3上经过P点时的速度