20xx教科版高中物理必修2第三章第4節(jié)人造衛(wèi)星宇宙速度課時作業(yè)(參考版)
2024-12-02 10:41本頁面
【正文】 v2＝ 166 4008 000 m/s＝ 20 m/s. 12． (1)2π R＋ h3gR2 (2)2πg(shù)R2R＋ h 3－ ω 0 解析 (1)由萬有引力定律和向心力公式得 GMmR＋ h 2＝ m4π 2T2B (R＋ h) ① 又在地球表面有 GMm0R2 ＝ m0g ② 聯(lián)立 ①② 解得 TB＝ 2π R＋ h3gR2 . (2)依題意有 (ω B－ ω 0)t＝ 2π ③ 又 ω B＝ 2πTB＝ gR2R＋ h 3 ④ 聯(lián)立 ③④ 解得 t＝ 2πg(shù)R2R＋ h 3－ ω 0. 。2 RgR2＝ 4π 2Rg . 5． ABD 6． BC [由題意知，定點(diǎn)后的 “ 天鏈一號 01星 ” 是同步衛(wèi)星 ，即 T＝ 24 h．由 GMmr2 ＝ mv2r＝ mω 2r＝ m4π2T2 r＝ ma，得： v＝GMr，運(yùn)行速度應(yīng)小于第一宇宙速度， A錯誤． r＝3 GMT24π 2，由于 T 一定，故 r 一定，所以離地高度一定， B正確．由 ω ＝ 2πT ， T 同 T 月 ， ω 同 ω 月 ， C正確． a＝ rω 2＝ r(2πT )，故赤道上物體的向心加速度小于同步衛(wèi)星的向 心加速度， D錯誤． ] 7． BD [本題主要考查人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動，尤其是考查了地球同步衛(wèi)星的發(fā)射過程，對考生理解物理模型有很高的要求． 由 GMmr2＝ mv2r得， v＝ GM r3r1，所以 v3 GMmr2＝ mω2r 得， ω ＝ GMr3r1，所以 ω 3ω 1上經(jīng) Q點(diǎn)時的加速度為地球引力產(chǎn)生的加速度，而在軌道2上經(jīng)過 Q點(diǎn)時，也只有地球引力產(chǎn)生加速度，故應(yīng)相等．同 理，衛(wèi)星在軌道 2上經(jīng) P點(diǎn)時的加速度等于它在軌道 3上經(jīng)過 P點(diǎn)時的加速度． ] 8． B [當(dāng)宇宙飛船加速時，它所需向心力增大，因此飛船做離心運(yùn)動，軌道半徑增大，由此知 A錯誤， B正確；由式子 T＝ 2π r3GM可知， r增大， T增大，故 C錯誤；由于 a＝GMr2 ，r增大， a變小， D錯誤． ] 課后鞏固練 1． B [繞地球飛行的人造衛(wèi)星及其內(nèi)所有物體均處于完全失重狀態(tài)，故在衛(wèi)星內(nèi)部，一切由重力引起的物理現(xiàn)象不再發(fā)生或由重力平衡原理制成的儀器不能再使用．故天平、密度計、氣壓計不能再 用，而彈簧測力計的原理是胡克定律，它可以正常使用， B項正確． ] 2． CD [發(fā)射人造地球衛(wèi)星，必須使衛(wèi)星受到的地球?qū)λ娜f有引力提供向心力，所以不可能與地球表面上某一緯線 (非赤道 )是共面同心圓，因為此時衛(wèi)星受的萬有引力與軌道半徑有一非零度的夾角，所以 A錯．由于地球自轉(zhuǎn)與衛(wèi)星軌道面重合的經(jīng)線不斷變化，所以 B錯． C項是可以的， D項也是可以的，只是衛(wèi)星不再是地球同步衛(wèi)星． ] 3． A [由 GMmr2＝ m4π2rT2 知 T＝ 2πr3GM，變軌后 T減小， 則 r減小，故選項 A正確；由GMmr2＝ ma，知 r 減小， a變大，故選項 B錯誤；由 GMmr2 ＝ mv2r知 v＝GMr ， r 減小， v 變大，故選項 C錯誤；由 ω ＝ 2πT 知 T減小， ω 變大，故選項 D錯誤． ] 4． B [因第一宇宙速度即為地球的近地衛(wèi)星的線速度，此時衛(wèi)星的軌道半徑近似的認(rèn)為是地球的半徑，且地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力充當(dāng)向心力．故公式 GMmR2 ＝ mv2R 成立，解得 v＝ GMR ，因此，當(dāng) M不變， R增加為 2R時， v減小為原來的12倍，即選項 B正確． ] 5． BC [根據(jù) GMmr2 ＝ ma＝ mv2r，得在 M點(diǎn)速度大于在 N點(diǎn)速度， A錯誤， C正確；根據(jù)GMm
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