1、选择题 不定项选择
在物理学中,“匀变速”意味着加速度的大小和方向都不变。假设一个物体只受到地球的万有引力作用,则关于该物体下列说法正确的是(? )
A.可能做匀速直线运动
B.不可能做匀速直线运动
C.可能做匀速圆周运动
D.可能做匀变速直线运动
参考答案:BC
本题解析:
本题难度:简单
2、简答题 航天飞机,可将物资运送到空间站,也可维修空间站出现的故障.?
(1)若已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,某次维修作业中,与空间站对接的航天飞机的速度计显示飞机的速度为v,则该空间站轨道半径R′为多大?
(2)为完成某种空间探测任务,在空间站上发射的探测器通过向后喷气而获得反冲力使其启动.已知探测器的质量为M,每秒钟喷出的气体质量为m,为了简化问题,设喷射时探测器对气体做功的功率恒为P,在不长的时间?内探测器的质量变化较小,可以忽略不计.求喷气t秒后探测器获得的动能是多少?
参考答案:(1)设地球质量为M0,在地球表面
? g=GM0R2
设空间站质量为m′绕地球作匀速圆周运动时
? GM0m′R′2=m′v2R′
联立解得
? R′=R2gv2
即该空间站轨道半径R′为R2gv2.
(2)因为探测器对喷射气体做功的功率恒为P,而单位时间内喷气质量为m,故在t时间内,据动能定理
? Pt=12mtv2
求得喷出气体的速度为
? v=
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能.若取两物体相距无穷远时的引力势能为零,则一个质量为m0的质点到质量为M0的引力源中心的距离为r0时,其万有引力势能为EP=-
(式中G为万有引力常量).一颗质量为m的人造地球卫星沿轨道半径为r1的圆形轨道环绕地球做匀速圆周运动,已知地球的质量为M,要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径增大为r2,则卫星上的发动机所消耗的最小能量为:(假设卫星的质量始终不变,不计一切阻力及其它星体的影响)
A.E=
(
-
)
B.E=GMm(
-
)
C.E=
(
-
)
D.E=
(
-
)
参考答案:A
本题解析:发动机所消耗的最小能量W等于卫星机械能的变化量,在轨道为r1 ?的轨道上,引力势能
,根据万有引力提供向心力有
可得动能
,同样道理在轨道为r2 的轨道上,有
,
,那么在变轨过程根据功能关系有
,解得发动机消耗的最小能量
对照选项A对。
本题难度:一般
4、计算题 2008年9月27日,“神舟七号”航天员翟志刚首次实现了中国航天员在太空的舱外活动(如图),这是我国航天发展史上的又一里程碑. 已知引力常量为G,地球质量为M,地球半径为R. 飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中,距地面的高度为h,求:(1)飞船加速度a的大小;
(2)飞船速度v的大小.
参考答案:(1)a =
?(2)
本题解析:(1)根据万有引力提供向心力
可知
,即a =
?
(2)根据万有引力提供向心力
可知
,即
点评:本题考查了万有引力提供向心力的常见公式的推导和理解。
本题难度:简单
5、选择题 目前我国已发射北斗导航地球同步卫星十六颗,大大提高了导航服务质量,这些卫星
A.环绕地球运行可以不在同一条轨道上
B.运行角速度和周期不一定都相同
C.运行速度大小可以不相等,但都小于7.9km/s
D.向心加速度大于放在地球赤道上静止物体的向心加速度