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1、计算题 在勇气号火星探测器着陆的最后阶段,着陆器降落到火星表面上,再经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度方向是水平的,速度大小为v0,求它第二次落到火星表面时速度的大小,计算时不计火星大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r,周期为T,火星可视为半径为r0的均匀球体。
参考答案:解:以g'表示火星表面附近的重力加速度,M表示火星的质量,m表示火星的卫星的质量,m'表示火星表面处某一物体的质量,由万有引力定律和牛顿第二定律,有
,
设v表示着陆器第二次落到火星表面时的速度,它的竖直分量为v1,水平分量仍为v0,有
,
由以上各式解得
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 (A)设地球的质量为M,半径为R,则环绕地球飞行的第一宇宙速度v的表达式为______;某行星的质量约为地球质量的
,半径约为地球半径的,那么在此行星上的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比为______(已知万有引力常量为G).
B)质量分别为60kg和70kg的甲、乙两人,分别同时从原来静止在光滑水平面上的小车两端.以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上.若小车的质量为20kg,则当两人跳离小车后,小车的运动速度大小为______m/s,方向与______(选填“甲”、“乙”)的初速度方向相同.
参考答案:(A)设卫星的质量为m,卫星环绕地球时,由地球的万有引力提供向心力,则有
? GMmR2=mv2R,得v=
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目。假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T1,神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2,火星质量与地球质量之比为p,火星半径与地球半径之比为q,则T1与T2之比为
[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 某行星质量为地球质量的
,半径为地球半径的3倍,则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的( )
A.9倍
B.
C.3倍
D.
参考答案:设地球质量M,某星球质量13M,地球半径r,某星球半径3r
由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得:GMmr2=mv2r
解得:卫星在圆轨道上运行时的速度公式v=
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 关于人造地球卫星,下列说法正确的是
A.运行的轨道半径越大,线速度也越大
B.其发射速度可以达到16.7 km/s
C.卫星绕地球做匀速圆周运动时的速度不能大于7.9 km/s
D.卫星在降落过程中向下减速时处于超重状态
参考答案:CD
本题解析:由线速度公式
可知,半径越大,线速度越小,A错;16.7 km/s是脱离地球引力的最小发射速度,B错;7.9 km/s是卫星贴近地球表面时的速度,是环绕地球运动的最大速度,C对;卫星在降落过程中向下减速时,加速度向上,处于超重状态,D对;
本题难度:简单