题目内容
据报道,“嫦娥二号”探月卫星于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星中心发射,其环月飞行的高度距离月球表面100km,所探测到有关月球的数据将比环月飞行高度为200km.的嫦娥一号更加详实,已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的A.嫦娥二号环月飞行时线速度比嫦娥一号更小
B.嫦娥二号环月飞行的周期比嫦娥一号更小
C.卫星在月球表面做圆周运动的周期比在地球表面小
D.卫星在月球表面附近运行时,速度大于7.9km/s
【答案】分析:本题AB选项根据人造卫星的万有引力等于向心力,列式求出线速度和周期的表达式进行讨论即可;本题CD选项需分别求出地球与月球的近地卫星的环绕速度进行比较.
解答:解:A、B、绕月卫星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M,有
F=F向
F=G
F向=m
=mω2r=m(
)2r
因而
G
=m
=mω2r=m(
)2r=ma
解得
v=
①
T=
=2π
②
由于“嫦娥二号”探月卫星的高度低,轨道半径小,根据①②两式可知其线速度大、周期小,故A错误,B正确;
C、月球表面重力加速度为
g=
③
由②③两式得到近月卫星的周期为
T=
同理近地卫星的周期为
T′=
已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
,月球半径约为地球半径的
故
T=
T′
故C错误;
D、卫星在月球表面飞行速度
v1=
卫星在地球表面飞行速度
v1′=
=7.9km/s
已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
,月球半径约为地球半径的
故
v1<v1′=7.9km/s
故D错误;
故选B.
点评:本题关键抓住万有引力提供向心力,先列式求解出线速度和周期的表达式,再进行讨论.
解答:解:A、B、绕月卫星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M,有
F=F向
F=G
F向=m
因而
G
解得
v=
T=
由于“嫦娥二号”探月卫星的高度低,轨道半径小,根据①②两式可知其线速度大、周期小,故A错误,B正确;
C、月球表面重力加速度为
g=
由②③两式得到近月卫星的周期为
T=
同理近地卫星的周期为
T′=
已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
故
T=
故C错误;
D、卫星在月球表面飞行速度
v1=
卫星在地球表面飞行速度
v1′=
已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
故
v1<v1′=7.9km/s
故D错误;
故选B.
点评:本题关键抓住万有引力提供向心力,先列式求解出线速度和周期的表达式,再进行讨论.
练习册系列答案
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2007年9月24日,“嫦娥一号”探月卫星发射升空,实现了中华民族千年奔月的梦想.“嫦娥一号”沿圆形轨道绕月球飞行,离月球表面大约200km,目前已经给我们传回了很多有意义的科学数据;据报道,“嫦娥二号”卫星将于2009年前后发射,将在离月球表面100km的高度沿圆形轨道更加仔细、翔实的观察月球,由以上信息可知( )
| A、“嫦娥二号”比“嫦娥一号”具有更小的线速度 | B、“嫦娥二号”比“嫦娥一号”具有更大的角速度 | C、“嫦娥二号”比“嫦娥一号”具有更小的加速度 | D、“嫦娥二号”比“嫦娥一号”具有更大的周期 |