第6章 第5、6节　宇宙航行 经典力学的局限性（活页作业）.docVIP

活页作业(十一)　宇宙航行　经典力学的局限性 (15分钟　50分) 一、选择题(每小题5分，共30分) 1．(多选)假如做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的2倍，仍做圆周运动，则(　　) A．根据公式v＝ωr可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍 B．根据公式F＝可知卫星所需的向心力将减小到原来的 C．根据公式F＝G可知地球提供的向心力将减小到原来的[来源:Zxxk.Com] D．根据上述B和C中给出的公式可知，卫星运行的线速度将减小到原来的 解析：人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供，有G＝，得v＝，则离地球越远的卫星运行速度越小，当半径增加到原来的2倍时，引力变为原来的，速度变为原来的倍，选项B错误，选项C、D正确．由于ω＝，所以对于公式v＝ωr，当r增加到原来的2倍时，ω并不是恒量，所以选项A错误． 答案：CD 2．2013年6月20日上午10时，在“天宫一号”实验舱内，只见指令长聂海胜轻盈地盘起了腿，来了个悬空打坐．对此，下列说法正确的是(　　) A．聂海胜能够盘起腿悬空打坐，是因为聂海胜不受重力 B．聂海胜能够盘起腿悬空打坐，是因为聂海胜所受合力为零 C．聂海胜能够盘起腿悬空打坐，是因为聂海胜所受重力与浮力大小相等、方向相反 D．聂海胜能够盘起腿悬空打坐，是因为聂海胜处于完全失重状态 解析：聂海胜在“天宫一号”实验舱内，随“天宫一号”实验舱一起绕地球做匀速圆周运动，其所受万有引力提供其所需向心力，聂海胜处于完全失重状态，可以轻盈地盘起腿悬空打坐，选项D正确． 答案：D 3．人造卫星环绕地球运转的速率v＝，其中g为地面处的重力加速度，R为地球半径，r为卫星离地球中心的距离．下列说法正确的是(　　) A．从公式可见，环绕速度与轨道半径的平方根成反比 B．从公式可见，把人造卫星发射到越远的地方越容易 C．上面环绕速度的表达式是错误的 D．以上说法都错误 解析：＝m，所以v＝＝，所以选项A正确，选项C、D错误．式中v是环绕速度并非发射速度，所以选项B错误． 答案：A 4．下列关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通信卫星的说法正确的是(　　) A．若其质量加倍，则轨道半径也要加倍 B．它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播 C．它以第一宇宙速度运行 D．它运行的角速度与地球自转角速度相同 解析：由G＝m得r＝，可知轨道半径与卫星质量无关，选项A错误；同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合，即在赤道上空运行，不能在北京上空运行，选项B错误；第一宇宙速度是卫星在最低轨道上运行的速度，而同步卫星是在高轨道上运行，其运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误．所谓“同步”就是卫星保持与地面赤道上某一点相对静止，所以同步卫星的角速度与地球自转角速度相同． 答案：D 5．(多选)已知地球半径为R，地面重力加速度为g，一颗离地面高度为R的人造地球卫星做匀速圆周运动，则可知(　　) A．卫星的加速度大小为g/2B．卫星的角速度为[来源:Zxxk.Com] C．卫星的周期为2πD．卫星的线速度大小为 解析：由G＝ma，GM＝gR2得a＝g，选项A错误；又G＝mω2·2R，得ω＝，选项B正确；由ω＝得T＝2π，选项C错误；v＝ω·2R＝，选项D正确． 答案：BD 6．(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．绕行的线速度最大为 B．绕行的周期小于2π[来源:Z§xx§k.Com] C．在距地面高为R处的绕行速度为 D．在距地面高为R处的周期为2π 解析：在距地面高为h处做匀速圆周运动的卫星，由万有引力提供向心力，则G＝m＝m(R＋h)2，G＝g，所以v＝＝，当h＝0时线速度最大，为v＝，选项A正确；周期T＝2π，当h＝0时，最小周期T0＝2π，选项B错误；在距地面高为R处的绕行速度为v′＝，选项C正确；在距地面高为R处的周期为T′＝4π，选项D错误． 答案：AC 二、非选择题(每小题10分，共20分) 7．一颗人造地球卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行，已知地球的第一宇宙速度是v1＝7.9 km/s，问： (1)这颗卫星运行的线速度多大？ (2)它绕地球运动的向心加速度多大？ (3)质量为1 kg的仪器放在卫星内的平台上，仪器的重力多大？它对平台的压力多大？ 解析：(1)卫星近地运行时，有G＝m；卫星离地高度为R时，有G＝m，从而可得v2＝5.6 km/s． (2)卫星离地高度为R时，有G＝ma；靠近地面时， 有G＝mg，从而可得a＝g/4＝2.45 m/s2． (3)在卫星内，仪器的重力就是地球对它的吸引力，则G′＝mg′＝ma＝2.45 N；由于卫星内仪器的重力充当向心力，仪器处于完全失重状态，所以仪器对平台的压力为零． 答案：