第21练人造卫星宇宙速度、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）1•不久前欧洲天文学就发现了一颗可能适合人类居住的行星，命名为“格利斯581C”该行星的质量是地球的行的人造卫星的动能为5倍，直径是地球的1.5倍•设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运Eki，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的同质量的人造卫星的动能为Ek2,则电为Ek20.13B.0.3C.3.33D.7.52.一艘宇宙飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，在该飞船的密封舱内，下列实验能够进行的是（）A.字Ift员生活废水过滙处理需雅B研究动髓与賈力势施转化规律实蠶C探究赢应电灌的产生条杵宴番匸血细胞A.224二r(r_h)GT2B.4二2ri3GT2C.4二2r3GT2D.4二2R2RGT2D.血浆与血堀絕自然分层实验3•某人造卫星运动的轨道可近似看做是以地心为中心的圆•由于阻力作用，人造卫星到地心的距离从「慢慢变到「2，用Eki、Ek2分别表示卫星在这两个轨道上的动能，则（）A.ri<「2,Eki
「2,EkiEk2D.ri>r2,Ek1>Ek24•银河系中的恒星中大约四分之一是双星•某双星由质量不等的星体Si和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点0做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T,Si到0点的距离为门、Si到S2间的距离为r，已知引力常量为G.由此可求出S2的质量为（）5.如图所示关于静止地球赤道上的物体A，贴着地面运行的人造卫星B，相对地球静止的人造卫星C,下列说法中正确的是物体A和卫星C具有相同的加速度，但均小于卫星B的加速度卫星B的运行速度大于卫星C,卫星C的速度大于物体A卫星B的运行周期大于物体A，物体A的周期等于卫星C的周期D.若它们的质量相等，则所受合外力量大的是卫星C、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）6•可以发射这样一颗人造地球卫星，使其圆轨道与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C.与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地面是静止的D.与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地面是运动的7•在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I,速度，让卫星进入地球同步轨道n,则该卫星的发射速度必定大于11.2km/s卫星在同步轨道n上的运行速度大于7.9km/s在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道n然后在Q点通过改变卫星)8•地球的同步卫星质量为m,离地面的高度为h,若地球的半径为Ro,地球表面处的重力加速度为g°,地球自转角速度为5,则同步卫星所受的地球对它的万有引力的大小为（）A.moh(Roh)2C.m3Ro2go-o4D.m『（Roh）9•土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道绕土星运动表：.其参数如卫星半径（m）卫星质量（kg）轨道半径（m）土卫十8.90XI04182.01X0181.51X0土卫^一5.70X04175.60X01.51X03两卫星相比土卫十（）A.受土星的万有引力较大B.绕土星的圆周运动的周期较大C.绕土星做圆周运动的向心加速度较大D.动能较小三、计算或论述题10.—颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径r=2R（R为地球半径），卫星的运动方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为3,地球表面处的重力加速度为g.（1）求人造卫星绕地球转动的角速度；（2）若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物上方需要的时间.11.计划发射一颗距离地面高度为地球半径Ro的圆形轨道地球卫星，卫星轨道平面与赤道片面重合，已知地球表面的重力加速度为g.（1）求出卫星绕地心运动周期T;（2）设地球自转周期To,该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同，则在赤道上一点的人能连续看到该卫星的时间是多少？我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，这极大的提高了同学们对月球的关注程度•以下是某同学就有关月球的知识
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的两个问题，请你解答：（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动•试求出月球绕地球运动的轨道半径；（2）若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度vo竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回到抛出点.已知月球半径为R月，引力常量为G.试求出月球质量M月.侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运行，它的运行轨道距地面高度为h，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全部拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少？设地球半径为R，地面处的得力加速度为g，地球自转的周期为T.14.2003年8月29日,火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5.576XI07km，为人类研究火星提供了最佳时机.图示为美国宇航局最新公布的火星冲日”的虚拟图.则有（）A.2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度2004年8月29日，火星又回到了该位置2004年8月29日，火星还没有回到该位置15.宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用•已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行•设每个星体的质量均为m.（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期；（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？第21练人造卫星宇宙速度CC解析飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，飞船内的一切物体都处于完全失重状态，与重力有关的现象都消失•B解析卫星作近心运动，半径变小，速度变大•D解析双星模型，两星间的万有引力提供向心力，角速度相等，质量与半径成反比•BCD解析万有引力提供向心力，卫星轨道的圆心与地心重合.CD8.BCD9.BD10.地球对卫星的万有引力提供做圆周运动的向心力，即GMJ=mr•'卫，地同表r面附近的重力加速度g=G2R2把r=2R代入'解方程可得•一jR(2)卫星下次通过该建筑物上方时，卫星比地球多转2nrad，所需时间2二11.(1)万有引力提供向心力，则GMm2=m(2Ro)2T2(2Ro)，得:如图所示设人在置，最后在B2位置看到卫星从A2位置消失,TT。3(T°-T)B1位置刚好看见卫星出现在A1位0A1=20B1，ITQj['+f有/A1OB1=ZA2OB2=，从B1到B2时间为t，22二，则有33T0T2二叫\g3(T°-2二8R0)\g12.(1)根据万有引力定律和向心力公式:2”月(〒)r"G322解得：4二（2）设月球表面处的重力加速度为g月，根据题意有:解得：2v0R月M「Gttdg月g月gm月713.侦察卫星绕地球做匀速圆周运动的周期设为Ti,有:2GMm4二m2rrTi地面处重力加速度为gi,有:得到卫星的周期T1（其中r=h+R）,地球自转的周期为T,在卫星绕行一周时，地球自转过的角度为Ti2，摄像机应拍摄赤道圆周的弧长T4-2(hR)3s=tgTOC\o"1-5"\h\zBD（1）第一种形式下，以某个运动星体为研究对象，由万有引力定律和牛顿第222—定律，得：Fj=G—2,F2=G—2,F1F^=m一，运动星体的线速度：R（2R）Rv=_5Gm，周期为T,则有：_空=4只R丫4Rv丫5Gm（2）第二种形式星体之间的距离为r,则三个星体做圆周运动的半径为R,r/2R——.由于星体做圆周运动所需的向心力靠两个星体的万有引力的合力提cos30供，由万有引力定律和牛顿第二定律，得:F合=2卑T2cos30,4■■22FEFR；2G》COs30"盘莎U）2所以星体之间的3距离为r=R
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