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11.火星探测项目是我国继载人航天工程、嫦娥工程之后又一个重大太空探索项目,2018年左右我国将进行第一次火星探测.已知地球公转周期为T,到太阳的距离为R1,运行速率为v1,火星到太阳的距离为R2,运行速率为v2,太阳质量为M,引力常量为G.一个质量为m的探测器被发射到一围绕太阳的椭圆轨道上,以地球轨道上的A点为近日点,以火星轨道上的B点为远日点,如图所示.不计火星、地球对探测器的影响,则(  )
A.探测器在A点的加速度大于$\frac{{{v}_{1}}^{2}}{{R}_{1}}$
B.探测器在B点的加速度大小为$\sqrt{\frac{GM}{{R}_{2}}}$
C.探测器在B点的动能为$\frac{1}{2}$mv22
D.探测器沿椭圆轨道从A到B的飞行时间为$\frac{1}{2}$($\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{2{R}_{1}}$)${\;}^{\frac{3}{2}}$T

分析 AB、根据牛顿第二定律,有ma=$\frac{GMm}{{r}^{2}}$,在同一位置的不同卫星的加速度相同;
C、在B点要做近心运动,故速度小于火星的速度;
D、根据开普勒第三定律$\frac{{R}^{3}}{{T}^{2}}=k$列式分析.

解答 解:A、根据牛顿第二定律,加速度由合力和质量决定,故在A点的加速度等于沿着图中小虚线圆轨道绕太阳公转的向心加速度,为:a=$\frac{{{v}_{1}}^{2}}{{R}_{1}}$;故A错误;
B、根据牛顿第二定律,加速度由合力和质量决定,故在B点的加速度等于沿着图中大虚线圆轨道绕太阳公转的向心加速度,为:a=$\frac{{v}_{2}^{2}}{{R}_{2}}$,故B错误;
C、探测器在B点的速度小于v2,故动能小于$\frac{1}{2}$mv22,故C错误;
D、根据开普勒第三定律,有:
$\frac{R_1^3}{T^2}=\frac{{{{(\frac{{{R_1}+{R_2}}}{2})}^3}}}{{{{T'}^2}}}$
联立解得:
T′=($\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{2{R}_{1}}$)${\;}^{\frac{3}{2}}$T
故探测器沿椭圆轨道从A到B的飞行时间为$\frac{1}{2}$($\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{2{R}_{1}}$)${\;}^{\frac{3}{2}}$T,故D正确;
故选:D

点评 本题关键是明确加速度有合力和质量决定导致同一位置的卫星的加速度相同;然后结合开普勒第三定律和牛顿第二定律列式分析,不难.

练习册系列答案
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1.1924年,德布罗意提出了物质波理论,他大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子(如电子、质子等),他认为粒子的动量p与波的波长λ之间遵从关系:λ=$\frac{h}{p}$(h为普朗克常量),这一假说后来在一系列实验中得到了证实.如图甲所示,在电子双缝干涉实验中,将电子垂直射向两个紧靠的平行狭缝(电子发射端到两狭缝距离相等),在缝后放上一个安装有电子探测器的屏幕(屏幕上的0点位于两狭缝中心对称轴的正后方,图中未画出),电子打到探侧器上会在屏幕上出现亮点,在实验中,以速度v0发射电子,开始时,屏幕上出现没有规律的亮点,但是当大量的电子到达探测器之后,发现屏幕上不同位置出现亮点的概率并不相同,且沿垂直双缝方向呈现出间隔分布,如图乙所示.这种间隔分布类似于光的干涉中出现的明暗相间的条纹.则下列说法正确的是(  )
A.以速度2v0发射电子,重复试验,O点可能处在暗纹上
B.以速度2v0发射电子,重复试验,所形成的条纹间距会变小
C.若将两个狭缝沿垂直缝的方向移动一段很小的距离(不改变狭缝和屏幕间的距离)重复试验,如果屏幕上仍有间隔的条纹分别,则O点一定处在暗条纹上
D.若将两个狭缝沿垂直缝的方向移动一段很小的距离(不改变狭缝和屏幕间的距离)重复试验,如果屏幕上仍有间隔的条纹分别,则O点一定处在明条纹上

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