1、选择题 两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动,周期之比为TA:TB=1:8,则轨道半径之比和运动速率之比分别为( )
A.RA:RB=4:1,VA:VB=1:2
B.RA:RB=4:1,VA:VB=2:1
C.RA:RB=1:4,VA:VB=2:1
D.RA:RB=1:4,VA:VB=1:2
参考答案:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有
F=F向
F=GMmr2
F向=mv2r=mω2r=m(2πT)2r
因而
GMmr2=mv2r=mω2r=m(2πT)2r=ma
解得
v=
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M,月球半径为R,月球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑月球自转的影响,则航天器的
[? ]
A.线速度
?
B.角速度
?
C.运行周期
?
D.向心加速度
参考答案:AC
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 “嫦娥二号”卫星发射时,长征三号丙火箭直接将卫星由绕地轨道送入200~38×104 km的椭圆奔月轨道,减少了多次变轨麻烦,及早进入绕月圆形轨道,则在“嫦娥奔月”过程中
[? ]
A.离开地球时,地球的万有引力对卫星做负功,重力势能增加;接近月球时月球引力做正功,引力势能减小
B.开始在200 km近地点时,卫星有最大动能
C.在进入不同高度的绕月轨道时,离月球越近,运动的线速度越大,角速度越小
D.在某个绕月圆形轨道上,如果发现卫星高度偏高,可以通过向前加速实现纠偏
参考答案:AB
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 我国发射的“嫦娥一号”探测卫星沿地月转移轨
道到达月球,在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,如图所示。之后,卫星在P点又经过两次“刹车制动”,最终在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动。则下面说法正确的是

A.卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的速度大于沿轨道Ⅰ运动到P点时的速度
B.如果已知“嫦娥一号” 在轨道Ⅲ运动的轨道半径、周期和引力常数G就可以求出月球的质量
C.卫星在轨道Ⅱ上运动时在P点受的万有引力小于该点所需的向心力。
D.卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的加速度等于沿轨道Ⅰ运动到P点时的加速度
参考答案:BCD
本题解析:卫星从轨道Ⅲ运动到轨道Ⅰ做离心运动,速度增大;选项A错误;根据题意 “嫦娥一号”运行的半径设其为R,设月球的质量为M,“嫦娥一号”的质量为m,则
=mω2R,解得M=
;卫星在轨道Ⅱ上运动时在P点,做离心运动,所以万有引力小于该点所需的向心力;卫星在轨道Ⅲ上在P点和在轨道Ⅰ在P点的万有引力大小相等,根据牛顿第二定律,加速度相等,故选BCD
点评:本题难度较小,注意变轨运动速度变化与稳定运行的速度变化完全不同,应用离心运动和向心运动思路理解
本题难度:一般
5、简答题 在“北斗”卫星导航系统中,同步卫星起到非常重要的作用,这些卫星运动在离地心的距离为r的圆形轨道上.已知某颗卫星的质量m,引力常量G,地球自转周期为T,请根据以上信息,求出下列物理量(用题中给出的物理量表示).
(1)同步卫星运动的角速度大小;
(2)地球对该卫星的吸引力大小;
(3)地球的质量大.
参考答案:(1)已知同步卫星的周期与地球自转的周期相同,即为T,则据角速度与周期的关系有同步卫星的角速度
ω=2πT
(2)地球对卫星的吸引力提供卫星圆周运动的向心力,所以地球对卫星吸引力
F=F向=mrω2=4π2mrT2
(3)地球对卫星的万有引力提供圆周运动的向心力故有:
GmMr2=mr4π2T2
所以地球的质量M=4π2r3GT2
答:(1)同步卫星的角速度为ω=2πT
(2)地球对卫星的吸引力F=4π2mrT2
(3)地球的质量为M=4π2r3GT2
本题解析:
本题难度:一般