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1、选择题 某同学通过Internet查询“神舟”七号飞船绕地球运行的相关科技数据,从而将其与地球同步卫星进行比较,他了解到“神舟”七号飞船在圆周轨道上运转一圈大约需要90min,则“神舟”七号飞船在圆周轨道运行的过程中( )
A.速率比地球同步卫星的小
B.角速度比地球同步卫星的小
C.离地面高度比地球同步卫星的低
D.向心加速度比地球同步卫星的小
参考答案:根据万有引力提供向心力GMmr2=ma=mv2r=mr(2πT)2=mrω2,周期T=
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 有质量相等的两个人造地球卫星A和B,分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动.两卫星的轨道半径分别为rA和rB,且rA>rB.则A和B两卫星相比较,以下说法正确的是( )
A.卫星A的运行周期较大?
B.卫星A受到的地球引力较大?
C.卫星A的线速度较大?
D.卫星A的角速度较小?
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
根据F=GMmr2和rA>rB知B球所受的向心力大于A的向心力
根据F=GMmr2=mv2r=mω2r=m(2πT)2r
解得:
v=
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 人造卫星在受到地球外层空间大气阻力的作用后,卫星绕地球运行的半径、角速度、速率将( )
A.半径变小,角速度变大,速率变大
B.半径变大,角速度变大,速率变大
C.半径变大,角速度变小,速率不变
D.半径变小,角速度变大,速率不变
参考答案:人造卫星在太空运动时,它的能量包括动能和势能,发射的高度越高,需要的能量越大.因此,人造卫星在受到地球外层空间大气阻力的作用后,阻力做负功,它的总机械能会减小所以它的轨道的高度会降低,运动的半径减小.根据万有引力提供向心力,即GMmr2=mv2r,得:v=
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 “神舟”六号载人飞船的成功发射和顺利返回,标志着我国航天事业又迈上了一个新的台阶。为了比较该飞船和地球同步卫星的运行情况,某同学通过互联网了解到“神舟”六号在高度为343km圆周轨道上运行一周的时间大约是90 min。由此可知
A.“神舟”六号在该圆周轨道上的运行周期比同步卫星的运行周期短
B.“神舟”六号在该圆周轨道上的运行速率比同步卫星的运行速率小
C.“神舟”六号在该圆周轨道上的运行加速度比同步卫星的运行加速度小
D.“神舟”六号在该圆周轨道距地面的高度比同步卫星轨道距地面的高度小
参考答案:AD
本题解析:考点:
专题:人造卫星问题.
分析:“神舟”六号飞船的周期比同步卫星短,先根据万有引力提供向心力,求出线速度、角速度、周期和加速度的表达式,先比较出轨道半径的大小,然后再比较线速度、角速度、加速度的大小.
解答:解:A. 同步卫星周期24h,神舟六号周期90min,所以“神舟”六号在该圆周轨道上的运行周期比同步卫星的运行周期短,故A正确
B.根据G
得:v=
,“神舟”六号飞船的半径比同步卫星小,所以,“神舟”六号飞船的线速度比同步卫星大,故B错误;
C.根据G
得:a=G
,“神舟”六号飞船的半径比同步卫星小,所以,“神舟”六号飞船的向心加速度比同步卫星大,故C错误;
D.根据G
得:T=
,“神舟”六号飞船的周期比同步卫星短,所以,“神舟”六号飞船的半径比同步卫星小,故D正确;
故选AD.
点评:本题关键抓住万有引力提供向心力,先列式求解出线速度、角速度、周期和加速度的表达式,然后先判断轨道半径的大小,再去比较其它要求的物理量.
本题难度:简单
5、简答题 甲同学根据向心力公式F=m
认为,如果人造卫星的质量不变,当圆轨道半径增大到2倍时,人造卫星需要的向心力减小为原来的1/2;乙同学根据卫星的向心力是地球对它的引力,由公式F=G推断,当轨道半径增大到2倍时,人造卫星需要的向心力减小为原来的1/4.哪位同学的看法对?错了的同学错在哪里?说明理由.
参考答案:乙同学的看法是对的.
甲同学的看法是错的.
根据万有引力提供向心力有
GMmr2=mv2r
所以v=
本题解析:
本题难度:一般