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1、选择题 2012年2月25日0时12分,西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,成功将第11颗北斗导航卫星送入了太空预定轨道. 这是一颗地球同步卫星, 若卫星离地心距离为r,运行速率为v1,加速度为a1,地球赤道上的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.
=
B.
=
C.
=
D.
=
参考答案:AD
本题解析:因为同步卫星与地球自转的角速度相等,由
,故A正确、B错误;由公式
,得
=
,C错误、D正确。
本题难度:一般
2、计算题 在未来的某一天,小华驾驶我国自主研发的航天飞行器着陆在没有大气的某星球上,他做了一个实验,只见他用手以初速度v0竖直向上抛出一个可视为质点的小球,经过时间t重新回到他手中(设手的位置不变)。又知道当航天飞行器在靠近该星球表面作圆周运动飞行时测得其环绕周期是T,已知万有引力常量为G,根据上述数据,试求:
(1)该星球表面的重力加速度g大小
(2) 该星球的半径R和质量M
参考答案:(1)
?(2)
?
本题解析:(1)以初速度v0竖直向上抛出一个可视为质点的小球,回到手中时间为t,根据竖直上抛运动规律,抛出到到达最高点时间为0.5t,所以v=g*0.5t可知,
(2)根据万有引力提供向心力
且
(r=R),化简则
,且
,化简则
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
3、简答题 已知火星表面附近的重力加速度为g,火星半径为R,火星自转周期为T.万有引力常量为G.求:
(1)火星上卫星的第一宇宙速度;
(2)火星的同步卫星距行星表面的高度h.
参考答案:(1)设质量为m的卫星绕火星表面飞行速度为v,万有引力提供向心力
GmMR2=mv2R?①
?又由于GmMR2=mg? ②
得v=
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 据报道,天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”,名为“55Cancri? e”该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的
,母星的体积约为太阳的60倍。假设母星与太阳密度相同,“55 Cancri ?e”与地球做匀速圆周运动,则“55 Cancri e”与地球的
A.轨道半径之比约为
B.轨道半径之比约为
2
C.向心加速度之比约为
2
D.向心加速度之比约为
参考答案:B
本题解析:考点:
专题:计算题;信息给予题.
分析:根据万有引力提供向心力,列出等式.根据题目中的已知量表示出未知量代入等式.把所要比较的物理量表示出来再进行比较.
解答:解:A、根据牛顿第二定律和万有引力定律得:m(
)2r=G
,解得
,
所以轨道半径之比为(
)3=
×(
)2=60×
,故A错误.
B、根据A选项分析,故B正确.
C、根据万有引力提供向心力,列出等式:G
=ma,向心加速度?a=G
,所以向心加速度之比约为
=
×(
)2=60×(
)2,故C错误.
D、根据C选项分析,故D错误.
故选B.
点评:该题考查的知识点是:应用牛顿第二定律和万有引力定律通过轨道半径估算周期、线速度、星球质量和密度、加速度等.
向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用.
本题难度:一般
5、计算题 继神秘的火星之后,近几年土星也成了世界关注的焦点。经过近7年、2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后,美航天局和欧航天局合作研究出“卡西尼”号土星探测器抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测。若“卡西尼”号土星探测器进入土星飞行的孰道,在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t,求:
(1)“卡西尼”号土星探测器绕土星飞行的周期。
(2)土星的质量。
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(1)T=
?(3分)
(2)由?
?(5分)
得:
?(3分)
本题难度:简单