题目内容

2012年4月30日4时50分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭首次采用“一箭双星”的方式，成功发射两颗北斗导航卫星，卫星顺利进入预定转移轨道．北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），其空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，如图甲所示， 为简便起见，认为其中一颗卫星轨道平面与地球赤道平面重合，绕地心做匀速圆周运动（如图乙所示）．已知地球表面重力加速度为g，地球的半径R，该卫星绕地球匀速圆周运动的周期为T，求该卫星绕地球作匀速圆周运动的轨道半径r．

解析试题分析：在地球表面可认为万有引力等于重力
对卫星来说，万有引力充当向心力
联立上述两式解得：
考点：万有引力定律

练习册系列答案
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一位同学为探月宇航员设计了如下实验:在距月球表面高h处以初速度vo水平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移为x，通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，求:
（1）月球表面的重力加速度
（2）月球的质量
（3）环绕月球表面运行的宇宙飞船的线速度

有一极地卫星绕地球做匀速圆周运动，该卫星的运动周期为T0/4，其中T0为地球的自转周期．已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R.．求：
（1）该卫星一昼夜经过赤道上空的次数n为多少？试说明理由。
（2）该卫星离地面的高度H．

(12分)⑴开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即＝k，k是一个对所有行星都相同的常量，将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式；(已知引力常量为G，太阳的质量为。)
⑵开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立，经测定月地距离为3.84×108m，月球绕地球运动的周期为2.36×106s，试计算地球的质量。(引力常量为G＝6.67×10－11N·m2/kg2，结果保留一位有效数字。)

（１１分）人们通过对月相的观测发现，当月球恰好是上弦月时，如图甲所示，人们的视线方向与太阳光照射月球的方向正好是垂直的，测出地球与太阳的连线和地球与月球的连线之间的夹角为θ.当月球正好是满月时，如图乙所示，太阳、地球、月球大致在一条直线上且地球在太阳和月球之间，这时人们看到的月球和在白天看到的太阳一样大(从物体两端引出的光线在人眼光心处所成的夹角叫做视角，物体在视网膜上所成像的大小决定于视角)．已知嫦娥飞船贴近月球表面做匀速圆周运动的周期为T，月球表面的重力加速度为g0，试估算太阳的半径．

（10分）我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”．同学们也对月球有了更多的关注．
（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；
（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回抛出点．已知月球半径为r，万有引力常量为G，试求出月球的质量M月．

（8分）地球绕太阳公转的角速度为ω1，轨道半径为R1，月球绕地球公转的角速度为ω2，轨道半径为R2，那么太阳的质量是地球质量的多少倍．

从两个等高的平台上，分别以等大的速率抛出两个完全相同的小球，甲球竖直上抛，乙球竖直下抛，若不计空气阻力，则下列表述正确的是   

A．抛出时两球的动量相同
B．落地时两球的动量不同
C．从抛出到落地的过程，两球受到的冲量相同
D．从抛出到落地的过程，两球受到的冲量不同

在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M="0.6" kg，m="0.2" kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有Ep="10.8" J弹性势能的轻弹簧（弹簧与两球不相连），原来处于静止状态.现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R="0.425" m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示.g取10 m/s2.则下列说法正确的是：

A．球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4 N·s
B．M离开轻弹簧时获得的速度为9m/s
C．若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小
D．弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为1.8 N·s

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