安徽高一物理试卷宇宙航行和相关例题如下:
一、选择题
1.【题号】12【知识点】宇宙航行
【答案】C
【解析】
A.第一宇宙速度为卫星发射的最小速度,故A错误;
B.发射速度大于等于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度的卫星,绕地球做椭圆运动,故B错误;
C.若卫星绕地球做匀速圆周运动,则其发射速度应大于等于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度,故C正确;
D.若卫星绕太阳做匀速圆周运动,则其发射速度应大于第二宇宙速度,故D错误。
2.【题号】17【知识点】万有引力定律的应用
【答案】D
【解析】
二、填空题
3.某行星绕太阳运动的轨道半径为R,周期为T,万有引力常量为G,根据这些数据可求出( )
A.该行星的质量 B.太阳的质量 C.该行星受到太阳的引力 D.该行星的运动线速度大小
答案:B。
分析:根据万有引力提供向心力,列出等式只能求出中心体的质量,不能求出行星的质量。根据周期和轨道半径可求出线速度的大小。
例题:已知某行星的半径为R,它绕太阳运转的周期为T,万有引力常量为G,求:
(1)该行星绕太阳运转的线速度大小;
(2)太阳的质量。
答案:(1)根据万有引力提供向心力得:$G\frac{Mm}{R^{2}} = m\frac{4\pi^{2}}{T^{2}}R$,解得$v = \sqrt{\frac{4\pi^{2}R^{3}}{T^{2}}}$;
(2)由$G\frac{Mm}{R^{2}} = mR\frac{4\pi^{2}}{T^{2}}$得$M = \frac{4\pi^{2}R^{3}}{GT^{2}}$。
三、解答题
【题号】18【知识点】万有引力定律的应用(一)天体运动
【答案】解:设行星质量为$m$,太阳质量为$M$,行星绕太阳做圆周运动的半径为$r$,周期为$T$,则有:$G\frac{Mm}{r^{2}} = mr\frac{4\pi^{2}}{T^{2}}$,解得:$M = \frac{4\pi^{2}r^{3}}{GT^{2}}$。
答案:太阳的质量为$\frac{4\pi^{2}r^{3}}{GT^{2}}$。
以上是安徽高一物理试卷宇宙航行和相关例题的全部内容,希望对您有所帮助。更多内容请查看试卷。
以下是一份安徽高一物理试卷中的宇宙航行相关例题:
例题:
一艘宇宙飞船正在离某星球表面一定高度的轨道上运行,已知飞船运行周期为T,设星球的半径为R,引力常量为G,求:
(1)该星球的质量;
(2)该星球表面的重力加速度;
(3)该星球的第一宇宙速度。
答案:
(1)根据万有引力提供向心力有:$G\frac{Mm}{r^{2}} = m\frac{4\pi^{2}}{T^{2}}r$,可得星球的质量为:$M = \frac{4\pi^{2}r^{3}}{GT^{2}}$。
(2)根据万有引力等于重力有:$G\frac{Mm}{R^{2}} = mg$,可得星球表面的重力加速度为:$g = \frac{GM}{R^{2}}$。
(3)根据万有引力提供向心力有:$G\frac{Mm}{R^{2}} = m\frac{v^{2}}{R}$,可得星球的第一宇宙速度为:$v = \sqrt{\frac{GM}{R}}$。
解析:
本题考查了万有引力定律的应用,第一宇宙速度是环绕天体做圆周运动的线速度,也是贴近天体表面做匀速圆周运动的卫星的运行速度。
解题的关键是根据万有引力定律列式求解。
故答案为:(1)$\frac{4\pi^{2}r^{3}}{GT^{2}}$;(2)$\frac{GM}{R^{2}}$;(3)$\sqrt{\frac{GM}{R}}$。
安徽高一物理试卷宇宙航行和相关例题常见问题
一、选择题
1. 宇宙飞船要与轨道空间站对接,飞船为了追上轨道空间站( )
A. 在低轨道上加速 B. 在高轨道上加速 C. 在空间站同一轨道上加速 D. 不管怎样都必须先加速
答案:B
解析:
飞船在低轨道上加速,万有引力不足以提供向心力,飞船做离心运动,轨道半径变大,飞向更高的轨道,与空间站对接。
2. 宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重状态,此时宇航员仍具有( )
A. 惯性 B. 实重力 C. 向心力 D. 重力
答案:A
解析:
惯性只与物体的质量有关,宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重状态,此时宇航员仍具有惯性。
二、填空题
3. 宇宙飞船要与轨道空间站对接,必须在较低轨道上加速,若对接前飞船在较低轨道上运行时速度为v1,加速度为a1;对接后飞船在轨道上的速度为v2,加速度为a2,则v1、v2和a1、a2的关系为v2=v1+_________;a2=_________a1。
答案:v1;小于
解析:
对接前飞船在较低轨道上运行时速度为v1,对接后飞船在轨道上的速度为v2,根据万有引力提供向心力得:$G\frac{Mm}{r^{2}} = m\frac{v^{2}}{r}$,解得$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$,对接前飞船在较低轨道上加速,做离心运动到较高轨道与空间站对接,所以$v_{2} = v_{1} + v_{1}r$;根据牛顿第二定律得$a = \frac{GM}{r^{2}}$,所以$a_{2} < a_{1}$。
三、例题分析
【例题】宇宙飞船要与轨道空间站对接,为了追上轨道空间站,此时宇宙飞船应该采取的方法是( )
A. 在低轨道上加速 B. 在高轨道上加速 C. 在低轨道上减速 D. 不管怎样都必须先加速。
【分析】
宇宙飞船在低轨道上加速做离心运动而进入高轨道对接空间站。
【解答】
解:飞船与空间站对接时,二者之间的距离要尽可能地近,所以此时飞船为了追上轨道空间站一要靠近轨道做匀速圆周运动,二要从低轨道向高轨道上加速做离心运动而进入高轨道对接空间站。故A正确。故选A。
