定时检测二万有引力与航天.ppt

1 2009 安徽 15 2009年2月11日 俄罗斯的 宇宙 2251 卫星和美国的 铱 33 卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞 这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件 碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境 假定有甲 乙两块碎片 绕地球运动的轨道都是圆 甲的运行速率比乙的大 则下列说法中正确的是 A 甲的运行周期一定比乙的长B 甲距地面的高度一定比乙的高C 甲的向心力一定比乙的小D 甲的加速度一定比乙的大 定时检测二万有引力与航天 解析根据万有引力提供向心力有由于v甲 v乙 所以甲离地面的高度小于乙离地面的高度 甲的周期小于乙的周期 甲的向心加速度比乙的大 由于甲 乙质量未知 所受向心力大小无法判断 综上所述正确选项为D项 答案D 2 2009 广东 5 发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道 发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方 如图1所示 这样选址的优点是 在赤道附近 A 地球的引力较大B 地球自转线速度较大C 重力加速度较大D 地球自转角速度较大解析若将地球视为一个球体 则在地球上各处的引力大小相同 A错 在地球上各处的角速度相同 D错 在地球的表面附近 赤道的半径较大 由公式v r可知 半径越大线速度越大 B对 在赤道上的重力加速度最小 C错 图1 B 3 2009 宁夏 15 地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的 已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5 2倍 则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为 A 0 19B 0 44C 2 3D 5 2解析由万有引力定律和圆周运动知识所以木星与地球绕太阳运动的线速度之比B正确 B 4 2009 江苏 3 英国 新科学家 NewScientist 杂志评选出了2008年度世界8项科学之最 在XTEJ1650 500双星系统中发现的最小黑洞位列其中 若某黑洞的半径R约为45km 质量M和半径R的关系满足 其中c为光速 G为引力常量 则该黑洞表面重力加速度的数量级为 A 108m s2B 1010m s2C 1012m s2D 1014m s2解析可认为黑洞表面物体的重力等于万有引力 即 C 5 2009 福建 14 嫦娥一号 月球探测器在环绕月球运行过程中 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将略为减小解析月球探测器环绕月球运行 万有引力提供向心力当到达质量密集区时 万有引力增大 探测器将 向心 运动 半径将减小 速度增大 故C对 C 6 2009 山东 18 2008年9月25日至28日 我国成功实施了 神舟 七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱 飞船先沿椭圆轨道飞行 后在远地点343千米处点火加速 由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道 在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟 下列判断正确的是 A 飞船变轨前后的机械能相等B 飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C 飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度D 飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度 解析由于变轨过程中需点火加速 所以变轨后飞船的机械能增大 选项A错误 宇航员出舱前后均与飞船一起做匀速圆周运动 万有引力提供了做圆周运动的向心力 因此出舱前后航天员都处于失重状态 选项B正确 飞船在圆轨道上运行的周期为90分钟 而同步卫星的周期为24小时 所以飞船在圆轨道上运动的角速度大于同步卫星的角速度 选项C正确 只要在同一点受到的万有引力相同 由牛顿第二定律得即加速度相同 选项D错误 答案BC 7 2009 浙江 19 在讨论地球潮汐成因时 地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道 已知太阳质量约为月球质量的2 7 107倍 地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍 关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力 以下说法正确的是 A 太阳引力远大于月球引力B 太阳引力与月球引力相差不大C 月球对不同区域海水的吸引力大小相等D 月球对不同区域海水的吸引力大小有差异 解析由万有引力定律可知 太阳与月球对相同质量海水的引力之比故A对 月球与不同区域海水的距离不同 故吸引力大小有差异 D对 答案AD 8 2009 全国 19 天文学家新发现了太阳系外的一颗行星 这颗行星的体积是地球的4 7倍 质量是地球的25倍 已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1 4小时 引力常量G 6 67 10 11N m2 kg2 由此估算该行星的平均密度约为 A 1 8 103kg m3B 5 6 103kg m3C 1 1 104kg m3D 2 9 104kg m3解析设该星球和地球的质量 半径 体积分别是M1和M2 R1和R2 V1和V2 则该星球的平均密度为 地球的平均密度为 答案D 9 2008 广东 12 如图2是 嫦娥一号 奔月示意图 卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨 进入地月转移轨道 最终被月球引力捕获 成为绕月卫星 并开展对月球的探测 下列说法正确的是 图2A 发射 嫦娥一号 的速度必须达到第三宇宙速度B 在绕月圆轨道上 卫星运行周期与卫星质量有关C 卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比 D 在绕月圆轨道上 卫星受地球的引力大于受月球的引力解析 嫦娥一号 要想脱离地球的束缚而成为月球的卫星 其发射速度必须达到第二宇宙速度 若发射速度达到第三宇宙速度 嫦娥一号 将脱离太阳系的束缚 故选项A错误 在绕月球运动时 月球对卫星的万有引力完全提供向心力 则即卫星运行周期与卫星的质量无关 故选项B错误 卫星所受月球的引力故选项C正确 在绕月圆轨道上 卫星受地球的引力小于受月球的引力 故选项D错误 答案C 10 2009 北京 22 已知地球半径为R 地球表面重力加速度为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的表达式 解析 1 设卫星的质量为m 地球的质量为M 地球表面处物体质量为m 在地球表面附近满足则GM R2g 卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力则 将 式代入 式 得到 2 卫星受到的万有引力为 由牛顿第二定律得 式联立解得答案 11 2009 哈师大附中第三次模拟 北京时间2009年3月1日16时13分10秒 嫦娥一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下 成功地实施了对月球的撞击 现将嫦娥一号卫星的运动过程作以下简化处理 设嫦娥一号卫星质量为m 在距月球表面高h处绕月球做匀速圆周运动 重力势能为Ep 以月球表面为零势能面 在飞行控制中心的指令下发动机点火向前喷射气体 使卫星瞬间减速制动 在此过程中卫星克服阻力做功 其大小为W 之后变轨撞向月球 已知月球半径为R 月球表面重力加速度为g 忽略月球自转影响 求 1 嫦娥