9.2014年3月8日凌晨馬航客機(jī)失聯(lián)后,西安衛(wèi)星測控中心緊急調(diào)動海洋、風(fēng)云、高分、遙感4個型號近10顆衛(wèi)星,為地面搜救提供技術(shù)支持.特別是“高分一號”突破了空間分辨率、多光譜與大覆蓋面積相結(jié)合的大量關(guān)鍵技術(shù).如圖為“高分一號”與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)兩顆衛(wèi)星在空中某一面內(nèi)運動的示意圖.“北斗”系統(tǒng)中兩顆衛(wèi)星“G1”和“G3”以及“高分一號”均可認(rèn)為繞地心O做勻速圓周運動.衛(wèi)星“G1”和“G3”的軌道半徑為r,某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置,“高分一號”在C位置.若衛(wèi)星均順時針運行地球表面處的重力加速度為g,地球半徑為R,不計衛(wèi)星間的相互作用力.則下列說法正確的是( 。
A.衛(wèi)星“G1”和“G3”的加速度大小相等且為$\frac{R}{r}$g
B.衛(wèi)星“G1”由位置A運動到位置B所需的時間為$\frac{πr}{3R}$$\sqrt{\frac{r}{g}}$
C.如果調(diào)動衛(wèi)星“G1”快速追上衛(wèi)星“G3”,必須對其加速
D.若“高分一號”所在高度處有稀薄氣體,則運行一段時間后,機(jī)械能會增大

分析 根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力及重力與萬有引力相等分析衛(wèi)星的加速度大小情況,掌握衛(wèi)星變軌原理即通過做離心運動和近心運動改變運動軌道,根據(jù)除重力外其它力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析機(jī)械能的變化情況.

解答 解:A、對于衛(wèi)星,根據(jù)萬有引力提供向心力 G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=ma,得a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$.
在地球表面,由m′g=G$\frac{Mm′}{{R}^{2}}$得 GM=gR2.所以衛(wèi)星的加速度為 a=$\frac{{R}^{2}}{{r}^{2}}$g.故A錯誤;
B、根據(jù)萬有引力提供向心力 G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=mrω2,得衛(wèi)星的角速度為ω=$\sqrt{\frac{GM}{{r}^{3}}}$=$\sqrt{\frac{g{R}^{2}}{{r}^{3}}}$.
所以衛(wèi)星“G1”由位置A運動到位置B所需的時間為 t=$\frac{\frac{π}{3}}{ω}$=$\frac{πr}{3R}$$\sqrt{\frac{r}{g}}$.故B正確;
C、如果使衛(wèi)星“G1”加速,所需要的向心力增大,而萬有引力沒變,該衛(wèi)星將做離心運動,軌道半徑變大,不可能追上衛(wèi)星“G3”,故C錯誤;
D、“高分一號”所在高度有稀薄氣體,要克服阻力做功,機(jī)械能將減小.故D錯誤.
故選:B

點評 解決本題的關(guān)鍵要建立物理模型,掌握萬有引力提供向心力,以及黃金代換式GM=gR2,并能熟練運用.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.下列情況下,物體處于平衡狀態(tài)的是(  )
A.豎直上拋的物體到達(dá)最高點時B.做勻速圓周運動的物體
C.單擺擺球擺到最高點時D.靜止在水平桌面的水杯

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

20.在做“研究平拋運動”的實驗中,為了確定小球在不同時刻在空中所通過的位置,實驗時用了如圖所示的裝置.先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平,在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙.將該木板豎直立于水平地面上,使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A;將木板向遠(yuǎn)離槽口的方向平移距離x,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞在木板上得到痕跡B;將木板再向遠(yuǎn)離槽口的方向平移距離x,小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,再得到痕跡C.
若測得木板每次移動距離x=10.00cm,A、B間距離y1=5.02cm,B、C間距離y2=14.82cm.請回答以下問題(g=9.80m/s2):
(1)為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放?為了使小球離開斜槽末端時有相同的初速度.
(2)根據(jù)以上直接測量的物理量來求得小球初速度的表達(dá)式為v0=x$\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$(用題中所給字母表示).
(3)小球初速度的值為v0=1.00m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.做勻速圓周運動的同學(xué),10s內(nèi)沿半徑為20m的圓周運動了50m,試求該同學(xué)做勻速圓周運動時:
(1)線速度的大;
(2)角速度的大;
(3)周期的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個高度,其速度-時間圖象如右圖所示,則鋼索拉重物的功率隨時間變化的圖象是下圖中的(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.圖1是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖,通過描點畫出平拋小球的運動軌跡.

(1)以下是實驗過程中的一些做法,其中合理的有D
A.安裝斜槽軌道,可以使其末端不保持水平
B.要選取距拋出點O近些的點來計算小球的初速度
C.只要每次小球釋放初位置相同,釋放小球的初速度可以不同.
D.記錄小球位置的木條(或凹槽)每次可以不等距離下降
(2)實驗得到平拋小球的運動軌跡,在軌跡上取一些點,以平拋起點O為坐標(biāo)原點,測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y,圖2中y-x2圖象能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是C

(3)某同學(xué)根據(jù)實驗畫出了平拋小球的運動軌跡,O為平拋的起點,并測量了軌跡上某兩點的坐標(biāo)值,如圖1所示,則平拋小球的初速度v0為D
A.3.2m/s       B.0.16m/s       C.2.0m/s      D.1.6m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.一質(zhì)量為m的小球,由離水平地面高為9h處自由落下,已知從靜止釋放開始,經(jīng)時間t下落的高度恰為h,則小球從靜止釋放至下落到水平地面上共需時間( 。
A.3tB.5tC.7tD.9t

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.在發(fā)射一顆質(zhì)量為軌道m(xù)的人造地球同步衛(wèi)星時,先將其發(fā)射到貼近地球表面運行軌道M的圓軌道I上(離地面高度忽略不計),再通過一橢圓軌道Ⅱ變軌后到達(dá)距地面高為h的預(yù)定圓軌道Ⅲ上,已知它在圓形軌道I上運行的加速度為g,地球半徑為R,圖中PQ長約為8R,衛(wèi)星在變軌過程中質(zhì)量不變,則(  )
A.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行的加速度為($\frac{h}{R+h}$)2g
B.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行的線速度為v=$\sqrt{\frac{g{R}^{2}}{R+h}}$
C.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行時經(jīng)過P點的速率大于在軌道Ⅱ上運行時經(jīng)過P點的速率
D.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的動能大于在軌道Ⅰ上的動能

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.如圖所示,水平桌面上放著一個單匝閉合金屬線圈,在線圈中心上方一定高度上有一豎立的條形磁體,此時線圈內(nèi)的磁通量Φ1=0.15Wb;現(xiàn)使該磁體豎直向下運動,當(dāng)磁體下端到達(dá)桌面時線圈內(nèi)的磁通量Φ2=0.35Wb,這個過程中,
①線圈中有沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生?
②求穿過線圈的磁通量的變化量△Φ
③若磁體運動所用時間△t=0.5s,求線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小E.

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同步練習(xí)冊答案