高中物理人教必修2习题65宇宙航行 1文档格式.docx
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风云二号卫星是一种地球同步卫星,它每24h绕地球一周。
则下列说法正确的是( )
A.风云一号卫星轨道平面与某一固定经度圈一直共面
B.风云二号卫星轨道平面与零度纬线一直共面
C.风云二号卫星可以进行全球气象监测,而风云一号不能
D.风云一号卫星比风云二号卫星向心加速度大
因为地球在自转,风云一号卫星轨道平面不会与某一固定经度圈一直共面,可进行全球气象监测,而风云二号卫星为同步卫星,所以一直和零度纬线共面,但只能监测赤道左右一些区域,A、C错误,B正确;
根据风云二号卫星周期大于风云一号卫星的周期,可知风云二号卫星高于风云一号卫星,所以风云一号卫星比风云二号卫星向心加速度大,D正确。
BD
4(多选)地球半径为R,地面上重力加速度为g,在高空绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,其线速度的大小可能是( )
C
v,速度越大。
当轨道半径等于地球半径时,速度最大,即vmaxGM=gR2,所以vmax
BC
5已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )
A.3.5km/sB.5.0km/s
C.17.7km/sD.35.2km/s
设地球质量M,半径R。
vv≈3.54km/s,选项A正确。
6嫦娥二号月球探测器在环绕月球运行的过程中,设探测器运行的轨道半径为r,运行速率为v,当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时( )
A.r、v都将略为减小
B.r、v都将保持不变
C.r将略为减小,v将略为增大
D.r将略为增大,v将略为减小
飞船在轨道上飞行时F万=F向,,v不变但M增加,即F万增加,但F向不变,这就导致了F万>
F向,飞船要做近心运动,所以r略为减小,在新轨道上的运行速度v就略为增大。
7已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。
(1)推导第一宇宙速度v1的表达式。
(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,求卫星的运行周期T。
(1)设卫星的质量为m,地球的质量为M,
在地球表面附近满
得GM=R2g①
卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力
①式代入②式,得到v1
(2)卫星受到的万有引力为
F=
由牛顿第二定律F=
③④联立解得T
(1)v1
8已知地球的半径为R=6400km,地球表面附近的重力加速度g取9.8m/s2,若发射一颗地球的同步卫星,使它在赤道上空运转,其高度和速度应为多大?
设同步卫星的质量为m,离地面的高度为h,速度为v,周期为T,地球的质量为M,同步卫星的周期等于地球自转的周期。
由①②两式得
h
m-6400×
103m≈3.6×
107m。
又因
由①③两式得
vm/s≈3.1×
103m/s。
3.6×
107m 3.1×
103m/s
能力提升
1(多选)人造地球卫星绕地球表面附近做匀速圆周运动,设地球半径为R,地面处的重力加速度为g,人造地球卫星( )
A.绕行的线速度最大
B.绕行的周期小于2
C.在距地面高为R处的绕行速度
D.在距地面高为R处的周期为2
靠近地面的卫星由万有引力定律和牛顿定vh=0时,最大线速度vA正确;
周期T=2h=0时,最小周期T0=2B错误;
在距地面高为R处的绕行速度为v'
C正确;
在距地面高为R处的周期为T'
=4D错误。
AC
2(多选)在星球表面发射探测器,当发射速度为v时,探测器可绕星球表面做匀速圆周运动;
当发射速度达
A.探测器的质量越大,脱离星球所需要的发射速度越大
B.探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大
C.探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等
D.探测器脱离星球的过程中,势能逐渐增大
探测器绕星球做匀速圆周运动,万有引力充当向心力,vv与探测器质量m无关,所以脱离星球所需的发射速,故选项A错误;
由F,探测器在地球表面与在火星表面所受引力之比,故选项B正确;
探测器脱离地球表面的速度v脱v脱C错误;
探测器脱离星球的过程,万有引力做负功,势能增大,故选项D正确。
3(多选)
图中的甲是地球赤道上的一个物体,乙是神舟十一号宇宙飞船(周期约90min),丙是地球的同步卫星,它们运行的轨道示意图如图所示,它们都绕地心做匀速圆周运动。
下列有关说法中正确的是( )
A.它们运动的向心加速度大小关系是a乙>
a丙>
a甲
B.它们运动的线速度大小关系是v乙<
v丙<
v甲
C.已知甲运动的周期T甲=24h,可计算出地球的密度ρ
D.已知乙运动的周期T乙及轨道半径r乙,可计算出地球质量M
乙和丙都是人造卫星,an=a乙>
a丙,v乙>
v丙,B错;
又因为甲和丙的角速度相同,由an=ω2r,可得a丙>
a甲,故a乙>
a甲,A对;
甲是赤道上的一个物体,不是近地卫星,故不能由ρ,C错;
地球质量M
AD
4(2016·
全国理综乙)利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信。
目前,地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。
假设地球的自转周期变小,若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的,则地球自转周期的最小值约为( )
A.1hB.4hC.8hD.16h
地球同步卫星绕地球运动时,万有引力提供向心力,·
r,整理得T2R,目前同步卫星的半径r1=6.6R,周期是24h;
当自转周期最小时,同步卫星的轨道半径为2R,如图所示。
联立解得地球自转周期的最小值约为4h。
根据开普勒第三定,选项B正确。
★5(多选)地球同步卫星到地心的距离r可由r3
A.a是地球半径,b是地球自转的周期,c是地球表面处的重力加速度
B.a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,c是同步卫星的加速度
C.a是赤道周长,b是地球自转的周期,c是同步卫星的加速度
D.a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,c是地球表面处的重力加速度
根据万有引力定律和圆周运动的规m0r3a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,与地球自转的周期相同,c是地球表面处的重力加速度,正确选项为A、D。
6假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0。
如图所示,飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运行,到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。
求:
(1)飞船在轨道Ⅰ上的运行速率v1。
(2)飞船在A点处点火时,速度如何变化?
在B点呢?
(3)飞船在近月轨道Ⅲ上绕月球运行的速率v3和周期T各是多少?
(1)设月球的质量为M,飞船的质量为m,则
解得v1
(2)由题意知,飞船在A点或B点点火后都需要做“向心”运动(和原轨道相比),所以都必须反冲减速,速度都减小。
(3)飞船在月球轨道Ⅲ上运行时有
mg0=
解得v3
(1
★7人们认为某些白矮星(密度较大的恒星)每秒大约自转一周(引力常量G=6.67×
10-11N·
m2/kg2,地球半径R约为6.4×
103km)。
(1)为使其表面上的物体能够被吸引住而不致由于快速转动被“甩”掉,它的密度至少为多少?
(2)假设某白矮星密度约为此值,且其半径等于地球半径,则它的第一宇宙速度为多少?
(1)假设赤道上的物体刚好不被“甩”掉,则白矮星对物体的万有引力恰好提供物体随白矮星转动的向心力,设白矮星质量为M,半径为r,赤道上物体的质量为m,
则
白矮星的质量为M
白矮星的密度为ρ
kg/m3=1.41×
1011kg/m3。
(2)
vm/s。
(1)1.41×
1011kg/m3
(2)4.02×
107m/s
精美句子
1、善思则能“从无字句处读书”。
读沙漠,读出了它坦荡豪放的胸怀;
读太阳,读出了它普照万物的无私;
读春雨,读出了它润物无声的柔情。
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2、幸福幸福是“临行密密缝,意恐迟迟归”的牵挂;
幸福是“春种一粒粟,秋收千颗子”的收获.
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幸福是“奇闻共欣赏,疑义相与析”的愉悦。
幸福是“随风潜入夜,润物细无声”的奉献;
幸福是“夜来风雨声,花落知多少”的恬淡。
幸福是“零落成泥碾作尘,只有香如故”的圣洁。
幸福是“壮志饥餐胡虏肉,笑谈渴饮匈奴血”的豪壮。
幸福是“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”的胸怀。
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3、大自然的语言丰富多彩:
从秋叶的飘零中,我们读出了季节的变换;
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从冰雪的消融中,我们读出了春天的脚步;
从穿石的滴水中,我们读出了坚持的可贵;
从蜂蜜的浓香中,我们读出了勤劳的甜美。
4、成功与失败种子,如果害怕埋没,那它永远不能发芽。
鲜花,如果害怕凋谢,那它永远不能开放。
矿石,如果害怕焚烧(熔炉),那它永远不能成钢(炼成金子)。
蜡烛,如果害怕熄灭(燃烧),那它永远不能发光。
航船,如果害怕风浪,那它永远不能到达彼岸。
5、墙角的花,当你孤芳自赏时,天地便小了。
井底的蛙,当你自我欢唱时,视野便窄了。
笼中的鸟,当你安于供养时,自由便没了。
山中的石!
当你背靠群峰时,意志就坚了。
水中的萍!
当你随波逐流后,根基就没了。
空中的鸟!
当你展翅蓝天中,宇宙就大了。
空中的雁!
当你离开队伍时,危险就大了。
地下的煤!
你燃烧自己后,贡献就大了
6、朋友是什么?
朋友是快乐日子里的一把吉它,尽情地为你弹奏生活的愉悦;
朋友是忧伤日子里的一股春风,轻轻地为你拂去心中的愁云。
朋友是成功道路上的一位良师,热情的将你引向阳光的地带;
朋友是失败苦闷中的一盏明灯,默默地为你驱赶心灵的阴霾。
7、一粒种子,可以无声无息地在泥土里腐烂掉,也可以长成参天的大树。
一块铀块,可以平庸无奇地在石头里沉睡下去,也可以产生惊天动地的力量。
一个人,可以碌碌无为地在世上厮混日子,也可以让生命发出耀眼的光芒。
8、青春是一首歌,她拨动着我们年轻的心弦;
青春是一团火,她点燃了我们沸腾的热血;
青春是一面旗帜,她召唤着我们勇敢前行;
青春是一本教科书,她启迪着我们的智慧和心灵。
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