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1、- 1 -第六章第六章 宇宙航行宇宙航行【巩固练习】 一、选择题： 1当人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，下列说法正确的是( )A在同一轨道上，卫星质量越大，运动速度越大B同质量的卫星，轨道半径越大，向心力越大C轨道半径越大，运动周期越大D轨道半径越大，运动速度越大 2关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是( )A第一宇宙速度又叫环绕速度 B第一宇宙速度又叫脱离速度C第一宇宙速度跟地球的质量无关 D第一宇宙速度跟地球的半径无关 3在地球(看成质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星，下列说法中正确的是( )A它们的质量可能不同 B它们的速率可能不同C它们的加速度大小可能不同 D它们离地心的距
2、离可能不同 4人造卫星在太空绕地球做圆周运动时，若天线偶然折断，那么( ) A天线将做自由落体运动，落向地球B天线将做平抛运动，落向地球 C天线将沿轨道切线方向飞出，远离地球D天线将继续和卫星一起沿轨道运转 5据媒体报道，嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度 200 km，运行周期 127 分钟。 若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件不能求出的是( ) A月球表面的重力加速度B月球对卫星的吸引力 C卫星绕月球运行的速度D卫星绕月运行的加速度 6据报道，我国数据中继卫星“天链一号 Ol 星”于 2008 年 4 月 25 日在西昌卫星发射中心发 射升空，经过 4 次变轨控制后，于
3、 5 月 1 日成功定点在东经 770赤道上空的同步轨道。关于成功 定点后的“天链一号 01 星” ，下列说法正确的是( ) A运行速度大于 7.9 km/s B离地面高度一定，相对地面静止 C绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 D向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 7如图所示，卫星 A、B、C 在相隔不远的不同轨道上以地球为中心做匀速圆周运动，且运动方 向相同，若在某个时刻恰好在同一直线上，则当卫星 A 转过一个周期时，下列关于三颗卫星的 说法正确的是( ) A三颗卫星的位置仍在一条直线上 B卫星 A 的位置超前于 B，卫星 C 的位置滞后于 B C卫星 A 的位置滞
4、后于 B，卫星 C 的位置超前于 B D卫星 A 的位置滞后于 B 和 CA B C地球 A B C8宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距离月球表面高 h 处释放，经时间 t 后落回月 球表面（设月球半径为 R） 。据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必 须具有的速率为( )- 2 -A2 Rh tB2Rh tCRh tD2Rh t9某人在一星球上以速度0v竖直向上抛出一物体，经时间 t 后物体落回手中。若星球的半径为R，那么至少要用多大的速度将物体从星球表面抛出，才能使物体不再落回星球表面( )ARtv0BtRv02CtRv0DRtv010人造卫星以地心为圆心做匀速
5、圆周运动，它的速率、周期跟它的轨道半径的关系是( ) A半径越大，速率越大，周期越大 B半径越大，速率越小，周期越小 C半径越大，速率越小，而周期越大 D半径越大，速率越大，周期不变。 11人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速率是下列的( ) A一定等于 7.9km/s B等于或小于 7.9km/s C一定大于 7.9km/s D介于 7.911.2km/s 12地球同步卫星到地心的距离 r 可由22 3 24a b cr求出，已知式中 a 的单位是 m，b 的单位是s，c 的单位是 m/s2，则( ) Aa 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 Ba 是地球半径，
6、b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是同步卫星的加速度 Ca 是赤道周长，b 是地球自转周期，c 是同步卫星的加速度 Da 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 二、解答题： 1已知火星的半径是地球半径的一半，火星的质量是地球质量的 1/9，若在地球上质量为 50kg的人到火星上去。g 取210/m s，求：（1）在火星上此人所受的重力多大？ （2）此人在地球上可跳 1.5m 高，他在火星上可跳多高？ 2.一组太空人乘太空穿梭机，去修理位于离地球表面高为 h 的圆形轨道上的哈勃太空望远镜 H， 机组人员使穿梭机 S 进入与 H 相同的轨道并关闭推动火箭，而望
7、远镜则在穿梭机前方数公里处， 如图所示，设 G 为引力常量，M 为地球质量，R 为地球半径(1)在穿梭机内，一质量为 70kg 的太空人的视重是多少?(2)计算轨道上的重力加速度的值及计算穿梭机在轨道上的速率和周期(3)穿梭机须首先螺旋进入半径较小的轨道，才有较大的角速度追上前面的望远镜，用上题 的结果判断穿梭机在进入较低轨道时应增加还是减少其原有速率，并解释你的答案 【答案与解析】 一、选择题：- 3 -1 C 解析：卫星做匀速圆周运动的向心力是由万有引力提供的，所以有：22224MmvrGFmmrrT向，由此可知，在同一轨道上，卫星运动速度相同；同质量的卫星，轨道半径越大，所受的万有引力越
8、小，因此向心力越小，运动速度越小，运动周期越大2 A解析：地球卫星的第一宇宙速度又叫环绕速度，A 对，B 错由22GMmvmRR得GMvR，因此 C、D 都错3 A解析：卫星所受的万有引力充当向心力，同步卫星的周期 T24 h，由222MmGmrrT知，r 也为定值，即离地心的距离相同，又由22MmvGmrr可看出速率 v 也为定值卫星的加速度大小为2GM r，因为，为定值，故加速度大小也是定值4D 解析：天线偶然折断后由于惯性速度不变，而受到地球的引力加速度也不变，所以不改变运动 轨道，故天线将继续和卫星一起沿轨道运转，因此选项 D 正确。 5B解析：根据2224MmGmrrT得2324rM
9、GT，所以知道 R 和 T 就可求出月球的质量，则月球表面的重力加速度2GMgr月可求出，线速度GMvr、加速度2GMar也可求出，故 ACD 选项都能求出；因不知卫星的质量故无法求出吸引力，因此答案应选 B。 6BC 解析： “天链一号 01 星”是同步卫星，故 B 选项正确，A 错 D 错；因“天链一号 01 星”与月 球同是地球卫星，月球较远，故 C 选项正确。 7B 解析：三颗都是卫星，离地球越远周期越长，故选 B。 8B解析：由21 2hgt得22hgt，根据2vmgmR得2Rhvt，故选项 B 正确。9B 解析：根据竖直上抛运动规律，002,2vvtggt，若把物体抛出去不再落回即
10、速度达到第一宇- 4 -宙速度，即02RvvgRt，故 B 选项正确。10C解析：根据GMvr， r 越大 v 越小，234rTGM，r 越大越大，故选项 C 正确。11B 解析：7.9km/s 是第一宇宙速度，它是发射最大速度，运行的最小速度，故 B 选项正确。 12AD解析：由2224MmGmrrT及2MmmgGR，可得22 3 24gR Tr。故 AD 两选项正确。二、解答题： 1 （1）222.2 （2）3.375M解析：（1）据2MmmgGR，可得2GMgR在地球上：2GMgR在火星上： 21 9 1()2GM g R 所以2440/99ggm s 所以那人在火星上的重力为40502
11、22.29GmgNN（2）在地球上，人跳起的高度可表示为2 01.52 10v，在火星上2 0 4029vh ，联立可得3.375hm 2. 解析：(1)在穿梭机内，太空人处于完全失重状态，任何质量的太空人的视重均为零 (2)设穿梭机轨道处的重力加速度为 g，其运行速率为 v，运行周期为 T，则根据FF万向有2()MmGmgRh，得2()GMgRh 又 22()MmmvGRhRh，得 GMvRh- 5 -则 32 ()()2RhRhTvGM(3)由得2 2/MmGmvrr得GMvr，可以推知 r 小、v 大，则穿梭机在进入较低轨道时应增加其原有速率，又由 vr 可知 v 增大，r 又减小，则 一定增大，从而追上哈勃太空 望远镜 H
