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(17分)一飞船在某星球表面附近,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v1...

(17分)一飞船在某星球表面附近,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v1,飞船在离该星球表面高度为h处,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v2,已知万有引力常量为G.试求:

(1)该星球的质量;

(2)若设该星球的质量为M,一个质量为m的物体在离该星球球心r远处具有的引力势能为Ep=-6ec8aac122bd4f6e,则一颗质量为m1的卫星由r1轨道变为r2(r1<r2)轨道,对卫星至少做多少功?(卫星在r1、r2轨道上均做匀速圆周运动,结果请用M、m1、r1、r2、G表示)

设星球的半径为R,质量为M,则

 

(1) (2)G(-) 【解析】 (1)飞船需要的向心力由万有引力提供,则 G= G=m 解得M=. (2)卫星在轨道上有动能和势能,其总和为E(机械能),则G=m1 E=Ek+Ep=m1v2+(-G)=-G W=ΔE=E2-E1=G(-).
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考点分析:
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如图所示,A是地球的同步卫星,另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h,已知地球半径为R,地球自转角速度为ω0,地球表面的重力加速度为g,O为地球中心.

6ec8aac122bd4f6e

(1)求卫星B的运动周期;

(2)若卫星B运行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),则至少经过多少时间,它们再一次相距最近?

 

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下表是卫星发射的几组数据,其中发射速度v0是燃料燃烧完毕时火箭具有的速度,之后火箭带着卫星依靠惯性继续上升,到达指定高度h后再星箭分离,分离后的卫星以环绕速度v绕地球运动.根据发射过程和表格中的数据,下面哪些说法是正确的 (  )

卫星离地面

高度h(km)

环绕速度

v(km/s)

发射速度v0

(km/s)

0

7.91

7.91

200

7.78

8.02

500

7.61

8.19

1000

7.35

8.42

5000

5.52

9.48

0

11.18

A.不计空气阻力,在火箭依靠惯性上升的过程中机械能守恒

B.离地越高的卫星机械能越大

C.离地越高的卫星环绕周期越大

D.当发射速度达到11.18 km/s时,卫星能脱离地球到达宇宙的任何地方

 

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宇航员在月球上做自由落体实验,将某物体由距月球表面高h处释放,经时间t后落到月球表面(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

(  )

A. 6ec8aac122bd4f6e                  B. 6ec8aac122bd4f6e

C. 6ec8aac122bd4f6e                       D. 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,是美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行,进入绕土星飞行的轨道.若“卡西尼”号探测器在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t,已知引力常量为G,则下列关于土星质量M和平均密度ρ的表达式正确的是(  )

6ec8aac122bd4f6e

A.M=6ec8aac122bd4f6e,ρ=6ec8aac122bd4f6e

B.M=6ec8aac122bd4f6e,ρ=6ec8aac122bd4f6e

C.M=6ec8aac122bd4f6e,ρ=6ec8aac122bd4f6e

D.M=6ec8aac122bd4f6e,ρ=6ec8aac122bd4f6e

 

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1970年4月24日,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,开创了我国航天事业的新纪元.“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道,其近地点M和远地点N的高度分别为439 km和2 384 km,则(  )

6ec8aac122bd4f6e

A.卫星在M点的势能大于N点的势能

B.卫星在M点的角速度小于N点的角速度

C.卫星在M点的加速度大于N点的加速度

D.卫星在N点的速度大于7.9 km/s

 

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