1、动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量.是矢量,方向与速度方向相同;动量的合成与分解,按平行四边形法则、三角形法则.是状态量;通常说物体的动量是指运动物体某一时刻的动量,计算物体此时的动量应取这一时刻的瞬时速度。是相对量;物体的动量亦与参照物的选取有关,常情况下,指相对地面的动量。单位是kg·m/s;
10.在勇气号火星探测器着陆的最后阶段,着陆器降落到火星表面上,再经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度方向是水平的,速度大小为υ0,求它第二次落到火星表面时速度的大小,计算时不计大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r,周期为T。火星可视为半径为r0的均匀球体。
解:在火星表面,在万有引力等于重力得GMrm02′ = m′g′ ①
火星的一个卫星,绕火星做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力GMrm2 = m( 2π )2r ② 探测器着陆时,竖直方向为自由落体运动υ12 =2 g′h ③
探测器第二次落到火星表面时速度的大小υ = √υ12 +υ02 ④ 由① ② ③ ④得υ =√8π22h r02 r3 +υ02
9.神舟载人飞船在绕地球飞行进行变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高度km的圆形轨道。已知地球半径km,地面处的重力加速度。试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式(用h、R、g表示),然后计算周期T的数值(保留两位有效数字)
设地球质量为M,飞船质量为m,速度为v,圆轨道的半径为r,由万有引力和牛顿第二定律,有
地面附近
由已知条件
解以上各式得
代入数值,得
8.我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形轨道绕月飞行。为了获得月球表面全貌的信息,让卫星轨道平面缓慢变化。卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球。设地球和月球的质量分别为M和m,地球和月球的半径分别为R和R1,月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为r和r1,月球绕地球转动的周期为T。假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(用M、m、R、R1、r、r1和T表示,忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响)。
[解析]:如下图所示:
设O和分别表示地球和月球的中心.在卫星轨道平面上,A是地月连心线与地月球表面的公切线ACD的交点,D、C和B分别是该公切线与地球表面、月球表面和卫星轨道的交点.过A点在另一侧作地月球面的公切线,交卫星轨道于E点.卫星在圆弧上运动时发出的信号被遮挡.
设探月卫星的质量为m0,万有引力常量为G,根据万有引力定律有:
① (4分)
② (4分)
②式中,T1表示探月卫星绕月球转动的周期.
由以上两式可得: ③
设卫星的微波信号被遮挡的时间为t,则由于卫星绕月球做匀速圆周运动,
应有: ④ (5分)
上式中,.
由几何关系得: ⑤ (2分)
⑥ (2分)
由③④⑤⑥得:
⑦ (3分)
7.现有两颗绕地球匀速圆周运动的人造地球卫星A和B,它们的轨道半径分别为rA和rB。如果rA<rB,则A
A.卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大
B.卫星A的线速度比卫星B的线速度大
C.卫星A的角速度比卫星B的角速度大
D.卫星A的加速度比卫星B的加速度大
6. 我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展。设地球、月球的质量分别为m1、m2,半径分别为R1、R2,人造地球卫星的第一宇宙速度为v,对应的环绕周期为T,则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为A
A., B.,
C., D. ,
5.在不久的将来,我国宇航员将登上月球。假如宇航员在月球上测得摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T,将月球视为密度均匀、半径为r的球体,则月球的密度为 B
A. B.
C. D.
4.图是“嫦娥一导奔月”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
A.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.在绕月轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力
答案:C
[解析]由于发射过程中多次变轨,在开始发射时其发射速度必须比第一宇宙速度大,不需要达到第三宇宙速度,选项A错误。在绕月轨道上,根据可知卫星的周期与卫星的质量无关,选项B错误,选项C正确。由于绕月球运动,地球对卫星的引力较小,故选项D错误。
3.据报道.我国数据中继卫星“天链一号01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5月l日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01卫星”,下列说法正确的是
A.运行速度大于7.9Kg/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
答案:BC
[解析]:由题目可以后出“天链一号卫星”是地球同步卫星,运行速度要小于7.9,而他的位置在赤道上空,高度一定,A错B对。由可知,C对。由可知,D错。
2. 1990年4月25日,科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km的高空,使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展。假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。已知地球半径为6.4×106m,利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期。以下数据中最接近其运行周期的是
A.0.6小时 B.1.6小时 C.4.0小时 D.24小时
答案:B
[解析]:由开普勒行星运动定律可知,恒量,所以,r为地球的半径,h1、t1、h2、t2分别表示望远镜到地表的距离,望远镜的周期、同步卫星距地表的距离、同步卫星的周期(24h),代入数据得:t1=1.6h.
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