1、简答题 2013年6月11日下午,神舟十号载人飞船进入近地点距地心为r1、远地点距地心为r2的椭圆轨道正常运行.已知地球质量为M,引力常量为G,地球表面处的重力加速度为g,飞船在近地点的速度为v1,飞船的质量为m.若取距地球无穷远处为引力势能零点,则距地心为r、质量为m的物体的引力势能表达式为Ep=-
,求:
(1)地球的半径;
(2)飞船在远地点的速度.
参考答案:(1)设地球表面有质量为m的物体,根据地球表面的物体受到的重力等于万有引力GMmR2=mg
解得地球的半径R=
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 人类对外太空的探索从未停止,至今已取得了不少进展。若人类发现了某X星球,为了进一步了解该星球,可以采用发射一颗探测卫星到该星球上空进行探测的方式。设探测卫星的轨道是圆形的,且贴近X星球表面.已知X星球的质量约为地球质量的81倍,其半径约为
地球半径的4倍,地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s,则该探测卫星绕X星球运行的速
率约为(?)
A.1.8 km/s
B.4km/s
C.16 km/s
D.36 km/s?
参考答案:D
本题解析:由地球表面黄金代换
,在X星球
可知X星球的重力加速度为地球表面重力加速度的
倍,由第一宇宙速度公式
可知在X星球的速度为地球的4.5倍,为7.9 km/s×4.5=36km/s,D对;
本题难度:简单
3、简答题 一火箭内的实验平台上放有测试仪器,火箭启动后以加速度?g/2竖直加速上升,达到某高度时,测试仪器对平台的压力减为启动前的17/18,求此时火箭距地面的高度.(取地球半径R=6.4×103km)
参考答案:启动前,仪器是在地面处,则有:
FN1=F1=GMmR2=mg
到达待求高度时仪器受到地球引力设为F2,则:
F2=GMm(R+h)2
设此时平台支持力为FN2,对仪器由牛顿第二定律有:
FN2-F2=m?g2
由题给条件:
FN2=1718FN1=1718mg
由以上各式可得F1F2=(RR+h)2=49
解得h=R2=3.2×103?km.
答:此时火箭距地面的高度是3.2×103?km.
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 已知地球质量为M,半径为R,自转周期为T。试推导:赤道上空一颗相对于地球静止的同步卫星距离地面高度h的表达式。
参考答案:
本题解析:地球对同步卫星的万有引力充当向心力,故根据牛顿第二定律,万有引力定律可得:
,解得
点评:基础题,非常简单,关键是对公式的灵活掌握
本题难度:简单
5、填空题 两颗行星的质量分别为m1、m2,它们绕太阳运转轨道的半长轴分别为R1、R2,如果m1=2m2,R1=4R2,那么,它们的运行周期之比T1:T2=______.
参考答案:根据开普勒第三定律:a3T2=k得
对行星1:R31T21=k?①
对行星2:R32T22=k? ②
m1=2m2,R1=4R2,
由①:②得
T1:T2=8:1.
故答案为8:1.
本题解析:
本题难度:一般