科学家设想,将来在月球上建立了工作站后可在月球上发射绕月球运行的卫星,若发射一颗月球卫星的圆轨道半径为R,运行周期为T,在知道引力常量G和月球半径r后,仅利用以上条件能够求出的是
A.月球上的第一宇宙速度
B.月球表面的重力加速度
C.卫星绕月球运行的速度
D.卫星和月球的质量之比
ABC
【解析】由万有引力提供向心力可得,
,由于R、T、G、r已知,故可求出M、v、
、g,ABC正确;卫星的质量无法求出,故D错误。
2013年2月16日凌晨,2012DA14小行星与地球“擦肩而过”,距离地球最近约2.77万公里.据观测,它绕太阳公转的周期约为366天,比地球的公转周期多1天.假设小行星和地球绕太阳运行的轨道均为圆轨道,对应的轨道半径分别为R1 R2,线速度大小分别为v1 v2,以下关系式正确的是
A. B.
C.
D.
BD
【解析】由开普勒行星运行定律和万有引力提供向心力可知
,将
代入可得选项BD正确。
“空间站”是科学家进行天文探测和科学试验的特殊而又重要的场所。假设“空间站” 正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行,其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一,且运行方向与地球自转方向一致。下列说法正确的有
A.“空间站”运行的加速度大于同步卫星运行的加速度
B.“空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的倍
C.站在地球赤道上的人观察到“空间站”向东运动
D.在“空间站”工作的宇航员因不受重力而在舱中悬浮或静止
AC
【解析】根据G=ma,知“空间站”运行的加速度大于同步卫星运行的加速度,故A正确.根据G
=m
得:v=
,离地球表面的高度不是其运动半径,所以线速度之比不是
:1,故B错误;轨道半径越大,角速度越小,同步卫星和地球自转的角速度相同,所以空间站的角速度大于地球自转的角速度,所以站在地球赤道上的人观察到空间站向东运动.故C正确;在“空间站”工作的宇航员处于完全失重状态,靠万有引力提供向心力,做圆周运动,故D错误.故选AC.
北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS),建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。关于这些卫星,以下说法正确的是
A.5颗同步卫星的轨道半径都相同
B.5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内
C.导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度
D.导航系统所有卫星中,运行轨道半径越大的,周期越小
AB
根据万有引力提供向心力可得,整理可知T=
,v=
同步卫星的周期相同,故5颗同步卫星的轨道半径都相同,同步卫星相对地面静止,故5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内,选项AB正确。
7.9 km/s 是第一宇宙速度,即近地卫星绕地球转动的最大运行速度,故同步卫星的速度小于7.9 km/s,选项C错误.由于T=,故运行轨道半径越大的,周期越大,选项D错误。
我国研制并成功发射的“嫦娥二号”探测卫星,在距月球表面高度为h的轨道上做匀速 圆周运动,运行周期为T。若以R表示月球的半径,引力常量为G,则
A.卫星运行时的线速度为
B.卫星运行时的向心加速度为
C.物体在月球表面自由下落的加速度为
D.月球的质量为
BD
【解析】由于卫星做匀速圆周运动,故其线速度,向心加速度
,选项A错误B正确;由万有引力提供向心力可得
,
,解得
,
,选项C错误D正确。
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