题目内容
18.研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时,假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比(已知以离地球无穷远处为零势能面,在离地心为r处的卫星的引力势能可表示为EP=-G$\frac{mM}{r}$,其中G为引力常量,M为地球质量,m为卫星的质量)( )| A. | 发射同一卫星需要的机械能变大 | B. | 卫星的向心加速度变大 | ||
| C. | 卫星的线速度变大 | D. | 卫星角速度变大 |
分析 同步卫星绕地球做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,由牛顿第二定律分析未来的向心加速度、线速度大小和角速度大小.
解答 解:A、目前在发射卫星的过程中都是需要借助于地球的自转,未来地球自转的角速度减小,则卫星随地球自转的线速度减小,所以发射同一卫星需要的机械能变大.
同步卫星的质量为m,轨道半径为r,地球的质量为M,则有:
G$\frac{mM}{{r}^{2}}$=m$\frac{4{π}^{2}r}{{T}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$=mω2r=ma向
得周期为:T=2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$,
由题意知,地球的质量不变,未来的同步卫星的周期增大,则轨道半径增大.
将卫星发射到更高的轨道上,需要的机械能也大.故A正确;
B、C、线速度为:v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$,向心加速度a向=$\frac{GM}{{r}^{2}}$
由题意知,地球的质量不变,轨道半径增大,则线速度v减小,向心加速度减小,故B错误,C错误;
D、由题可知未来的同步卫星的周期增大,则角速度减小,故D错误.
故选:A
点评 本题是万有引力定律与圆周运动知识的综合,关键要建立模型,抓住探测器绕月球做匀速圆周运动时,由月球的万有引力提供向心力.
练习册系列答案
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8.小孩沿滑梯匀速下滑过程中( )
| A. | 动能减小 | B. | 动能增大 | C. | 重力势能减小 | D. | 机械能增大 |
13.甲、乙、丙三个物体做匀变速运动,通过A点时,物体甲的速度是6m/s,加速度是l m/s2;物体乙的速度是2m/s,加速度是6m/s2;物体丙的速度是-4m/s,加速度是2m/s2.则下列说法中正确的是( )
| A. | 通过A点时,物体甲最快,乙最慢 | |
| B. | 通过A点前1 s时,物体丙最快,乙最慢 | |
| C. | 通过A点后1s时,物体乙最快,丙最慢 | |
| D. | 以上说法都不正确 |
3.真空中两个相同的带等量同种电荷的金属小球A和B(均可看作点电荷),分别固定在两处,两球间静电力为F.现用一个不带电与A和B相同的金属小球C先与A接触,再与B接触,然后移开C,再使A、B间距离增大为原来两倍,则A、B两球间的静电力( )
| A. | 表现为引力且是$\frac{F}{8}$ | B. | 表现为斥力且是$\frac{3F}{32}$ | ||
| C. | 表现为引力且是$\frac{3F}{32}$ | D. | 表现为斥力且是$\frac{F}{8}$ |
10.下列关于分力与合力的说法,不正确的是( )
| A. | 两个力的合力,可能小于任一个分力 | |
| B. | 5N、2N、6N三个共点力最大合力为13N,最小合力为1N | |
| C. | 两个分力的大小和方向都被确定,则合力也被确定 | |
| D. | 合力是分力等效替代的结果 |
12.
如图所示,质量分别为2m和m的物体A、B通过细线跨过滑轮相连,当斜面倾角θ=45°时,两个物体都处于静止状态.若增大倾角θ,而物体仍处于静止时,细线质量、滑轮的摩擦都不计,则有( )
| A. | 细线受到的拉力增大 | B. | 物体A对斜面的压力增大 | ||
| C. | 物体A受到的摩擦力增大 | D. | 物体A受到的摩擦力减小 |