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高中物理 必修 第二册
课堂小练(十三)
万有引力理论的成就
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学业水平练
1.在同一轨道平面上绕地球做匀速圆周运动的卫星A、B、C,某时刻恰好在同一过地心的直线上,如图所示,当卫星B经过一个周期时( )
A.A超前于B,C落后于B
B.A超前于B,C超前于B
C.A、C都落后于B
D.各卫星角速度相等,因而三颗卫星仍在同一直线上
答案与解析
解析 由G=mr,可得T=2π,故轨道半径越大,周期越大。当B经过一个周期时,A已经完成了一个多周期,而C还没有完成一个周期,所以A项正确,B、C、D三项错误。
答案 A
2.2021年9月17日12时许,北京航天飞行控制中心通过指令成功将“神舟十二号”载人飞船轨道舱与返回舱分离。17日13时许,中国航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波顺利返回地球。飞船轨道舱运行在离地面高度约为300 km的圆轨道上。下列说法正确的是( )
A.“神舟十二号”运行的线速度小于地球同步卫星的线速度
B.“神舟十二号”运动的角速度小于地球同步卫星的角速度
C.“神舟十二号”运行的周期小于地球同步卫星的周期
D.“神舟十二号”运动的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
答案与解析
解析 飞船绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力得G==mω2r=mr=ma可得v=、ω=、T=2π、a=。由于“神舟十二号”的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,所以“神舟十二号”的线速度较大,角速度较大,周期较小,向心加速度较大,所以C项正确。
答案 C
3.2021年9月20日,“天舟三号”货运飞船成功发射,并与空间站“天和”核心舱顺利对接。中国空间站“天和”核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道,轨道离地面的高度约为地球半径的。已知地球表面重力加速度大小为g(忽略地球自转),地球的半径为R,则核心舱飞行的周期为( )
A. B.
C. D.
答案与解析
解析 在地球表面上万有引力等于重力,则有G=mg,对核心舱有G=m'R',且R'=R+R,解得T=,A项正确。
答案 A
4.(多选)月球是地球的邻居,是距离我们最近的天体,月球的自转周期和公转周期相等,一般情况下不考虑月球自转,如果要想计算出月球质量,在引力常量G已知的情况下,还需测出( )
A.月球