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2016年1月5日上午,国防科工局正式发布国际天文学联合会批准的嫦娥三号探测器着...

201615日上午,国防科工局正式发布国际天文学联合会批准的嫦娥三号探测器着陆点周边区域命名为广寒宫,附近三个撞击坑分别命名为紫微天市太微.此次成功命名,是以中国元素命名的月球地理实体达到22个.已知地球半径为,表面重力加速度为,质量为的嫦娥三号卫星在地球上空的万有引力势能为(以无穷远处引力势能为零),表示物体到地心的距离.求:

1)质量为的嫦娥三号卫星以速率在某一圆轨道上绕地球做匀速圆周运动, 求此时卫星距地球地面高度

2)要使嫦娥三号卫星上升,从离地高度(此问可以认为为已知量)再增加的轨道上做匀速圆周运动,卫星发动机至少要做的功为多少?

 

(1); (2) 【解析】 试题(1)设地球质量为M,万有引力恒量为G ,卫星距地面高度时速度为v 对卫星有 对地面上物体有 解以上两式得 (2)卫星在距地面高度的轨道做匀速圆周运动有:, 此时卫星的动能为: 万有引力势能为:, 卫星在距地面高度时的总机械能为: 同理,卫星在距地面高度时的总机械能为: 由功能关系,卫星发动机至少要做功为:
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考点分析:
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一组宇航员乘坐太空穿梭机S去修理位于离地球表面h=6.0×105 m的圆形轨道上的太空望远镜H.机组人员使穿梭机S进入与H相同的轨道并关闭助推火箭,望远镜在穿梭机前方数千米处,如图所示.已知地球半径为R=6.4×106 m,地球表面重力加速度为g=9.8 m/s2,第一宇宙速度为v=7.9 km/s.(结果保留1位小数)

(1)穿梭机所在轨道上的向心加速度g′为多少?

(2)计算穿梭机在轨道上的速率v′;

(3)穿梭机需先进入半径较小的轨道,才有较大的角速度追上望远镜.试判断穿梭机要进入较低轨道时应增加还是减小其原有速率,并说明理由.

 

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宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统,其中有一种三星系统如图所示,三颗质量均为的星体位于等边三角形的三个顶点,三角形边长为,忽略其他星体对它们的引力作用,三星在同一平面内绕三角形中心做匀速圆周运动,引力常量为,则(  )

A.每颗星做圆周运动的线速度为

B.每颗星做圆周运动的角速度为

C.每颗星做圆周运动的周期为

D.每颗星做圆周运动的加速度与星体的质量无关

 

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如图所示是嫦娥三号奔月过程中某阶段的运动示意图,“嫦娥三号沿椭圆轨道Ⅰ运动到近月点P处变轨进入圆轨道Ⅱ,“嫦娥三号在圆轨道Ⅱ做圆周运动的轨道半径为r,周期为T.已知引力常量为G,下列说法正确的是(   )

A.由题中(含图中)信息可求得月球的质量

B.由题中(含图中)信息可求得月球第一宇宙速度

C.嫦娥三号P处变轨时必须点火加速

D.嫦娥三号沿椭圆轨道Ⅰ运动到P处时的加速度大于沿圆轨道Ⅱ运动到P处时的加速度

 

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水星或金星运行到地球和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学称为“行星凌日”.已知地球的公转周期为365天,若将水星、金星和地球的公转轨道视为同一平面内的圆轨道,理论计算得到水星相邻两次凌日的时间间隔为116天,金星相邻两次凌日的时间间隔为584天,则下列判断合理的是(  )

A.地球的公转周期大约是水星的2倍

B.地球的公转周期大约是金星的1.6倍

C.金星的轨道半径大约是水星的3倍

D.实际上水星、金星和地球的公转轨道平面存在一定的夹角,所以水星或金星相邻两次凌日的实际时间间隔均大于题干所给数据

 

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2017828日,中科院南极天文中心的巡天望远镜观测到一个由双中子星构成的孤立双星系统产生的引力波.该双星系统以引力波的形式向外辐射能量,使得圆周运动的周期T极其缓慢地减小,双星的质量m1m2均不变,则下列关于该双星系统变化的说法正确的是(     )

A.双星间的间距逐渐增大

B.双星间的万有引力逐渐增大

C.双星的线速度逐渐增大

D.双星系统的引力势能逐渐增大

 

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