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高中物理 必修 第二册
课堂小练(十五)
卫星的变轨和追及问题
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学业水平练
1.质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M,月球半径为R,月球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑月球自转的影响,则航天器的( )
A.线速度v=
B.角速度ω=
C.运动周期T=2π
D.向心加速度a=
答案与解析
解析 对航天器G=m,v=,故A项错误;由mg=mω2R得ω=,故B项错误;由mg=mR得T=2π,故C项正确;由G=ma得a=,故D项错误。
答案 C
2.已知地球的质量约为木星质量的倍,地球的半径约为木星半径的倍,则航天器在木星表面附近绕木星做匀速圆周运动的速率约为( )
A.1.4 km/s B.5.0 km/s
C.17.7 km/s D.43 km/s
答案与解析
解析 根据G=m可得v=,===,则v木=v地=×7.9 km/s≈43 km/s,D项正确。
答案 D
3.(多选)北京时间2021年12月9日15:40,“天宫课堂”第一课正式开讲,这是中国空间站首次太空授课活动。在约60分钟的授课中,“神舟十三号”飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富生动地介绍展示了空间站工作、生活场景,演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象,并讲解了实验背后的科学原理。据王亚平介绍他们在空间站中一天可以看见16次日出。已知地球半径约6 400 km,重力加速度为9.8 m/s2。则( )
A.空间站绕地球运动的周期约90分钟
B.空间站中的航天员处于完全失重状态,不受重力作用
C.空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度
D.空间站运动时的向心加速度大于9.8 m