题目内容
5.已知地球自传的角速度为ω,地球半径为R,地球的质量为M,引力常量为G,假设卫星绕地球做匀速圆周运动,关于地球的同步卫星下列说法正确的是( )| A. | 所有地球的同步卫星一定处于赤道的正上方,但不一定在同一个圆周上 | |
| B. | 所有地球的同步卫星离地面的高度相同,且等于$\root{3}{\frac{GM}{{w}^{2}}}$ | |
| C. | 同步卫星的线速度等于赤道表面物体的线速度 | |
| D. | 所有地球同步卫星的向心加速度大小、线速度大小、角速度和周期一定相等 |
分析 解答本题需掌握:同步卫星与地球自转同步,同步卫星的周期必须与地球自转周期相同.
物体做匀速圆周运动,它所受的合力提供向心力,也就是合力要指向轨道平面的中心.
通过万有引力提供向心力,列出等式通过已知量确定未知量.
解答 解:A、根据同步卫星与地球自转同步,与地面相对静止,同时卫星受到地球的万有引力提供向心力,指向圆心,万有引力指向地心,故同步卫星只能在赤道上空,所以各国的同步卫星都在同一圆周上运动,故A错误;
B、根据万有引力提供向心力:$G\frac{Mm}{{r}_{\;}^{2}}=m{ω}_{\;}^{2}r$,解得$r=\root{3}{\frac{GM}{{ω}_{\;}^{2}}}$,所有地球同步卫星离地面高度相同,$h=\root{3}{\frac{GM}{{ω}_{\;}^{2}}}-R$,故B错误;
C、同步卫星的角速度与赤道表面物体的角速度相等,根据v=ωr知,同步卫星的线速度大于赤道表面物体的线速度,故C错误;
D、根据万有引力提供向心力,列出等式:$G\frac{Mm}{(R+h)_{\;}^{2}}=m\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}(R+h)$,其中R为地球半径,h为同步卫星离地面的高度.由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,所以T为一定值,根据上面等式得出:同步卫星离地面的高度h也为一定值.由于轨道半径一定,则线速度的大小也一定,故D正确;
故选:D
点评 本题关键抓住同步卫星与地球自转同步,万有引力指向地心,还要指向轨道圆的圆心,从而确定轨道平面;同时要结合万有引力提供向心力列式分析.
练习册系列答案
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15.关于能量守恒定律,以下正确的是( )
| A. | 某种形式的能量减小,一定有其他形式的能量的增加 | |
| B. | 某个物体的能量减少,一定有其他物体的能量的增加 | |
| C. | 不需要消耗能量的永动机是不可能制成的 | |
| D. | 摆动的秋千最后停止了,说明能量消失了 |
16.物体A和B相对静止,以共同的速度沿斜面匀速下滑,则( )

| A. | A、B间无摩擦力的作用 | |
| B. | B受到的静摩擦力的大小为μmAgcosθ | |
| C. | B受到滑动摩擦力的大小为(mA+mB)gsinθ | |
| D. | 取走A物后,B物将匀加速下滑 |
13.自由摆动的秋千,摆动的幅度越来越小.在这个过程中,下列说法正确的是( )
| A. | 能量正在消失 | |
| B. | 动能不断减少 | |
| C. | 动能和势能相互转化,机械能守恒 | |
| D. | 总能量守恒,减少的机械能转化为内能 |
20.如图甲所示,倾角为θ=37°的粗糙且足够长的斜面体固定在水平面上,劲度系数为k=8N/cm的轻弹簧,一端固定在斜面底端,另一端与小滑块接触但不拴接,现用沿斜面向下的力F推滑块至离地一定高度处,弹簧与斜面平行,撤去力F,滑块沿斜面向上运动,设释放位置为位移起点,沿斜面向上为位移x的正方向,计算机通过传感器描绘出滑块上滑过程的a-x图象如图乙所示,其中bd段为倾斜直线,de段为水平直线,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.则下列说法正确的是( )

| A. | 乙图中c点位置代表滑块速度最大,且弹簧的压缩量为4cm | |
| B. | 从刚释放至分离时,滑块上滑距离x=7cm | |
| C. | 滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25 | |
| D. | 乙图中d点位置代表滑块与弹簧刚好分离,在滑块与弹簧分离之前,滑块一直在做加速运动 |
10.一物体以初速度v0水平抛出,经1s其速度方向与水平成60°角,g取10m/s2,则初速度v0的大小是( )
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17.质量为m的小球从高h处由静止自由下落,经时间t落地,关于重力的功率正确的是( )
| A. | 重力的功率即描述重力做功的快慢 | B. | 重力的平均功率等于$\frac{mgh}{2t}$ | ||
| C. | 落地时重力的功率等于$\frac{mgh}{t}$ | D. | 落地时重力的功率等于2mg$\sqrt{gh}$ |
14.关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
| A. | 竖直方向上的位移满足h1:h2:h3:…=1:4:9:…的运动就是自由落体运动 | |
| B. | 纸片由静止释放,在空气中下落可以视作自由落体运动 | |
| C. | 自由落体运动在开始连续的三个1 s末的速度之比为1:3:5 | |
| D. | 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动 |
9.
如图所示表示撑杆跳高运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆、落地(未画出).在这几个阶段中有关能量转化情况的说法,正确的是( )
| A. | 助跑阶段,身体中的化学能转化为人和杆的动能 | |
| B. | 起跳时,人的动能和化学能转化为人和杆的势能 | |
| C. | 越过横杆后,人的重力势能转化为动能 | |
| D. | 落地后,人的能量消失了 |