天体运动计算题专题
天体运动计算题
(2)解析:有天体运动计算题1.宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一个小球,经过时间t,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为 L .若抛出时的初速增大到 2倍,则抛出点与落 地点之间的距离为、一3L .已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为 R ,万有引力常数为G,求该星球的质量 M.解:设抛出点的高度为 h ,第一次抛出时水平射程为 x ;当初速度变为原来 2倍时,水平射由几何关系可知:L 2 = h 2+ x 2① M L)2= h 2+ (2x) 2 ②设该星球表面的重力加速度为 g则竖直方向h = : gt 2③又因为二 =mg(或GM = gR 2)④2•在地球某处海平面上测得物体自由下落高度 h 所需的时间为t ,到某高山顶测得物体自由落体下落相同高度所需时间增加了t ,已知地球半径为 R ,求山的高度。
由③④联立,得M =2©但3Gt :程为2x ,如图所示①②联立,得:■1/1 = ---由以上各式可以得出T3.人类对宇宙的探索是无止境的。
随着科学技术的发展, 人类可以运送宇航员到遥远的星球去探索宇宙奥秘。
假设宇航员到达了一个遥远的星球,此星球上没有任何气体。
此前, 宇航员乘坐的飞船绕该星球表面运行的周期为T ,着陆后宇航员在该星球表面附近从h 高处以初速度V 。
水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L ,已知万有引力常量为 G 。
(1)求该星球的密度;(2 )若在该星球表面发射一颗卫星,那么发射速度至少为多大?_GT 254. 一组宇航员乘坐太空穿梭机,去修理位于离地球表面h =6.0 10 m 的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H 。
机组人员使穿梭机 s 进入与H 相同的轨道并关闭助推火箭,而望远镜则 在穿梭机前方数千米处,如图所示。
设G 为引力常量, M 为地球质量(已知地球半径为6 2R =6.4 10 m ,地球表面重力加速度取 9.8m/ s )。
天体运动典型例题
天体运动典型例题“太空电梯”的概念最初出现在 1895 年,由康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基提出.如今,目前世界上已知的强度最高的材料—石墨烯的发现使“太空电梯”制造成为可能,人类将有望通过“太空电梯”进入太空.设想在地球赤道平面内有一垂直于地面并延伸到太空的轻质“太空电梯” ,如图所示,假设某物体 b 乘坐太空电梯到达了图示位置并相对电梯静止,与同高度运行的卫星a 、更高处同步卫星c 相比较.下列说法正确的是( )A. a 与b 都是高度相同的人造地球卫星题型十对多星系统的考查例14 C.双星间距离一定,双星的质量越大,其转动周期越大 D.双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大例15B. b 的线速度小于c 的线速度C. b 的线速度等于a 的线速度D. b 的加速度大于a 的加速度宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转,称之为双星系统.在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统.设某双星系统A 、B 绕其连线上的O 点做匀速圆周运动,如图所示.若 AO>OB,则( )A.星球A 的质量一定大于B 的质量B.星球A 的线速度一定小于B 的线速度2017年9月25日至9月28日期间,微信启动新界面,其画面视角从人类起源的非洲(左)变成为华夏大地中国(右).新照片由我国新一代静止轨道卫星“风云四号”拍摄,见证着科学家 15 年的辛苦和努力.下列说法正确的是( )A. “风云四号”可能经过无锡正上空B. “风云四号”的向心加速度大于月球的向心加速度C.与“风云四号”同轨道的卫星运动的动能都相等D. “风云四号”的运行速度大于7.9km/s例11题型九 赤道上物体与两类卫星的比较例12如图所示 ,某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极,已知该卫星从北纬 60°的正上方按图示方向第一次运行到南纬 60°的正上方时所用时间为1h ,则下列说法正确的是( )A.该卫星的运行速度一定大于7.9km/sB.该卫星与同步卫星的运行角速度之比为 2:1C.该卫星与同步卫星的运行半径之比为 1:4D.该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能(多选) 如图所示 ,A 为地球同步卫星,B 为运行轨道比 A 低的一颗卫星, C 为地球赤道上某一高山山顶上的一个物体,两颗卫星及物体C 的质量都相同,关于它们的线速度、角速度、运行周期和所受到的万有引力的比较,下列关系式正确的是( )A.v B >v A >v CB.ωA >ωB >ωCC.F B >F A >F CD.T A =T C >T B例13题型十二割补法在万有引力中的应用例18有一质量为 m、半径为 R、密度均匀的球体,在距离球心O为2R的地方有一质量为m′的质点.现在从m中挖去半径为12R的球体,如图所示,白色部分为挖去后的空心,则剩余部分对m′的万有引力 F为( )A.G7mm ′32R2B.G7mm′36R2C.G23mm′100R2D.G161mm′648R2如图所示,为卫星发射过程的示意图,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道 2 运行,最后再一次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法中正确的是( )例20A.卫星在轨道3上运行时处于超重状态B.卫星在轨道3上的周期大于在轨道2上的周期C.卫星在轨道1 上经过 Q 点时的速率大于它在轨道2 上经过Q点时的速率D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对他们的引力作用.已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆轨道运行.设每个星体的质量均为m.(1)试求第一种形式下,星体运动的线速度和周期;(2)假设两种形式星体的运动周期相同,第二种形式下星体之间的距离假设地球是一半径为 R、质量分布均匀的球体,一矿井深度为d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,则矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( )A.1−dR B.1+dRC.(R−dR)2D.(RR−d)2例17例16假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体,设想以地心为圆心,在半径为r 处开凿一圆形隧道,在隧道内有一小球绕地心做匀速圆周运动,且对隧道内外壁的压力为零,如图所示. 已知质量分布均匀的球壳对物体的引力为零.地球的第一宇宙速度为 v₁,小球的线速度为 v₂,则等于( )A.rR B.RrC.(rR)2D.(Rr)2题型一开普勒三定律的应用问题例1人造卫星,其近地点高度为 h₁,远地点高度为 h₂,则卫星在近地点与远地点运动速率之比v₁:v₂= .(用ℎ1、ℎ2、R追表示).例2飞船沿半径为R的圆周绕地球运动其周期为T,地球半径为R₀,若飞船要返回地面,可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值,从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行,椭圆与地球表面在 B点相切,求飞船由A 点到B点所需要的时间?题型二万有引力的常规计算例3地球表面处的重力加速度大小为g,某行星的质量是地球质量的2倍,半径是地球半径的一半. 一个质量为m的物体(可视为质点)距该行星表面的高度等于地球半径,则该物体与行星间的万有引力大小为( )A.89mg B. mg C.43mg D.2mg题型三行星运行参量的比较例4(多选) 探索精神是人类进步的动力源泉.在向未知的宇宙探索过程中,有一宇宙飞船飞到了某行星附近,绕着该行星做匀速圆周运动,测出宇宙飞船运动的周期为 T ,线速度大小为v ,已知引力常量为 G ,则下列正确的是( )A.该宇宙飞船的轨道半径为 vT 2πB.该行星的质量为 v 3T 2GπC.该行星的平均密度为 3πGT 2D.该行星表面的重力加速度为 4π2v 2T 2题型六 对三种宇宙速度特点的考查例8下列关于三种宇宙速度的说法正确的是( )A.第一宇宙速度v=7.9km/s, 第二宇宙速度v= 11.2km/s, 则人造卫星绕地球在圆轨道上运动时的速度大于等于v ₁,小于v ₂.B.中国发射的“嫦娥”号月球探测器,其发射速度大于第三宇宙速度例9我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”.已知火星质量约为地球质量的10%,半径约为地球半径的50%,下列说法正确的是( )A.火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度B.火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间C.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度D.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度题型八对三类卫星特点的考查例10C.第二宇宙速度是使物体可以挣脱地球引力束缚,成为绕太阳运行的小行星的最大发射速度D.第一宇宙速度7.9km/s 是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度.题型七宇宙速度的计算问题如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带.假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动.下列说法正确的是( )A.太阳对各小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值题型四万有引力与重力的关系例5假设火星和地球都是球体,火星的质量M₁与地球质量M₂之比M1M2=P;火星的半径R₁与地球的半径R₂之比R1R2=q,那么火星表面的引力加速度g₁与地球表面的重力加速度g ₂之比为( )A.Pq2B. pq²C.PqD. pq例6假设地球可视为质量均匀分布的球体.已知地球表面重力加速度在两极的大小为g₀,在赤道的大小为g;地球自转的周期为T,引力常量为G.地球的密度为( )A.3πGT2g0−gg0B.3πGT2g0g0−gC.3πGT2D.3πGT2g0g题型五中心天体的质量与密度问题例7。
天体运动计算题
天体的有关计算题(主要复习)1..火箭发射卫星的开始阶段是竖直升空的运动,设向上的加速度a=5m/s 2,卫星中用弹簧秤悬挂一个质量m=9kg 的物体,当卫星升到某高处时,弹簧秤的示数为85N 那么此时卫星距地面的高度是多少千米?(地球半径取R=6400km,g 取10m/s 2) 设物体上升的高度为h ,由万有引力定律:mg Rm GM =⋅2①'mg )h R (m GM 2=+⋅ ②物体在高h 处的动力学方程是:F -mg´=ma ③由以上三式可解得h=3.2×103km.2.一宇航员在某一行星的极地着陆时,发现自己在当地的重力是在地球上重力的0.01倍,进一步研究还发现,该行星一昼夜的时间与地球相同,而且物体在赤道上似乎完全失去了重力,试计算这一行星的半径R .(结果保留两位有效数字). 由R T m mg 22'⎪⎭⎫⎝⎛=π,又g g 01.0'=得222214.34864008.901.04gT 01.0⨯⨯⨯==πR m ≈1.8×107m3.随着现代科学技术的飞速发展,广寒宫中的嫦娥将不再寂寞,古老的月球即将留下中华儿女的足迹。
航天飞机作为能往返于地球与太空,可以重复使用的太空飞行器,倍受人们的喜爱。
宇航员现欲乘航天飞机对在距月球表面h 高的圆轨道上运行的月球卫星进行维修。
试根据你所学的知识回答下列问题:(1)试求维修卫星时航天飞机的速度。
(2)已知地球自转周期为T 0,则该卫星每天可绕月球转几圈?已知月球半径R ,月球表重力加速度为g m ,计算过程中可不计地球引力的影响,计算结果用h 、R 、g m 、T 0等表示。
(1)根据万有引力定律,在月球上的物体2RGmM mgm月= ① (2分)卫星绕月球作圆周运动,设速度为v ,则()()h R vmh R MmG+=+22② (2分)①②式联立解得:()h R gRv +2=(2分)航天飞机与卫星在同一轨道,速度与卫星速度相同 (2分) (2)设卫星运动周期为T ,则()()h R T m h R MmG+⎪⎭⎫⎝⎛=+222π (2分)解得:()()23322Rg h R GMh R T m +=ππ+= (2分)则每天绕月球运转的圈数为()32002h R gRT TT +=π(2分)4.一组太空人乘坐太空穿梭机,去修理位于离地球表面6.0×105m 的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H ,机组人员使穿梭机S 进入与H 相同的轨道并关闭助推火箭,而望远镜则在穿梭机前方数公里处,如图4-3-4所示,设G 为引力常量而M 为地球质量(已知地球半径为6.4×106m )⑴在穿梭机内,一质量为70kg 的太空人的视重是多少? ⑵计算轨道上的重力加速度及穿梭机在轨道上的速率和周期. ⑶穿梭机须首先进入半径较小的轨道,才有较大的角速度以超前望远镜,试判断穿梭机要进入较低轨道时应增加还是减小其原有速率,说明理由.⑴穿梭机内的人处于完全失重状态,故视重为零. ⑵由2RMm Gmg =,得2rGM =g ,则2''r GM g =,84.0)104.6100.6()104.6(''2652622=⨯+⨯⨯==r rgg ,故g g 84.0'==0.84×9.8m/s 2=8.2m/s 2;5.如图所示,某次发射同步卫星时,先进入一个近地的圆轨道,然后在P 点点火加速,进入椭圆形转移轨道(该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P ,远地点为同步轨道上的Q ),到达远地点时再次自动点火加速,进入同步轨道。
天体运动计算题专题
天体运动计算题专题(总3页) --本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--天体运动计算题专题1.(9分)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.2.(10分)质量为m的卫星离地面R0处做匀速圆周运动。
设地球的半径也为R0,地面的重力加速度为g,引力常数G,求:(1)地球的质量;(2)卫星的线速度大小。
3、如图所示,宇航员站在某星球表面上的斜面顶端A处,沿水平方向以初速度V0抛出一个小球。
经时间t小球落在斜面上的某一点B处。
设空气阻力不计,该星球半径为R,万有引力常数为G。
求(1)该星球表面的重力加速度(2)该星球的质量M为多少(斜面倾角为θ)4.在火箭发射阶段,宇航员发现当飞船随火箭以2g的加速度匀加速上升到某位置时(g为地球表面处的重力加速度),其身下体重测试仪的示数为起动前的1718,已知地球半径为R,求:(1)该处的重力加速度g'与地表处重力加速度g的比值;(2)火箭此时离地面的高度h。
25. 2007年10月24日,我国在西昌向月球成功地发射了一颗绕月球探测卫星“嫦娥一号”。
不久将,我们将会登上月球。
若在月球表面A点的正上方某处B 将小物块水平抛出,物块落在月球表面C点,用米尺测出A、B两点以初速度v间的距离h和A、C两点间的距离s。
设A、C两点在同一水平面上,月球可视为均匀球体且半径为R。
13:天体运动专题(打印)
1:已知“神舟”五号载人航天飞船在太空中运行的轨道是一个椭圆。
椭圆的一个焦点是地球的球心。
如右图所示,飞船在运行中是无动力飞行,只受到地球对它的万有引力的作用,在飞船从轨道的A 点沿箭头方向运行到B 点过程中。
有以下说法正确的是( )①飞船的速度逐渐减小 ②飞船的速度逐渐增大③飞船的机械能守恒④飞船的机械能逐渐增大2.关于天体运动学说中正确的是( )A :天体运动的比值32R T因中心天体而异,对于不同的中心天体,这个比值是不同的 B.天体运动的比值32R T是定值,所有天体的比值都相同 C.绕太阳运行的行星,轨道半径R 越大,自转周期T 就越大D .绕太阳运行的行星,轨道半径R 越大,公转周期T 就越大3.宇航员在月球上做自由落体实验,将某物体由距月球表面高h 处释放,经时间t 后落到月球表面(设月球半径为R).据上述信息推断,飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为 ( )A :t Rh 2B :t Rh 2C :t RhD :tRh 24、宇航员在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球。
经过时间t ,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L 。
若抛出时初速度增大到2倍,则抛出点与落地点之间的距离为3L 。
已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R ,万有引力常数为G 。
求该星球的质量M 。
5.在天体演变的过程中,红色巨星发生“超新星爆炸”后,可以形成中子星(电子被迫同原子核中的质子相结合而形成中子),中子星具有极高的密度。
(1)若已知该中子星的卫星运行的最小周期为1.2×10-3s ,求该中子星的密度;(2)中子星也绕自转轴自转,为了使该中子星不因自转而被瓦解,则其自转角速度最大不能超过多少?6: 已知火星的质量是地球质量的p 倍。
其半径是地球表面半径的q 倍,在地球上发射人造卫星。
其第一宇宙速度为到v l ,在火星上发射一颗人造卫星,其发射速度最小为多少?)(1v qp v 火7、地球表面的重力加速度为g ,地球半径为R ,自转周期为T ,求地球的同步卫星离地面的高度、线速度.8:我中已经拥有甘肃酒泉、山西太原和四川西昌三个卫星发射中心,又计划在海南建设一个航天发射场,预计2010年前投入使用.关于我国在2010年用运载火箭发射一颗同步卫星,下列说法正确的是( )A .在海南发射同步卫星可以充分利用地球自转的能量,从而节省能源B .在酒泉发射同步卫星可以充分利用地球自转的能量,从而节省能源C .海南和太原相比,在海南的重力加速度略微小一点,同样的运载火箭在海南可以发射质量更大的同步卫星D .海南和太原相比,在太原的重力加速度略微小一点,同样的运载火箭在太原可以发射质量更大的同步卫星9:2008年9月我国成功发射了“神州七号”载人飞船。
天体运动习题及答案
天体运动习题及答案1.假设某行星绕太阳运转的轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,则可求得太阳的质量。
根据牛顿第二定律和万有引力定律,行星受到的向心力为F=GMm/r^2,其中M为太阳质量,m为行星质量。
又因为行星做匀速圆周运动,所以F=ma=m4π^2r/T^2.将两个式子相等,解得M=4π^2r^3/GT^2.2.该星球的质量将是地球质量的64倍。
根据牛顿万有引力定律,重力加速度与质量成正比,与距离平方成反比。
设该星球质量为M,半径为r,则重力加速度为GM/r^2.又因为重力加速度是地球的4倍,所以GM/r^2=4GM/R^2,解得M=64M。
3.正确选项为AB。
根据牛顿万有引力定律,行星表面重力加速度与行星质量和半径成正比。
因为火星质量是地球质量的十分之一,直径是地球的一半,所以表面重力加速度是地球的约三成。
行星公转周期与轨道半径的三次方成正比,所以火星公转周期比地球长。
4.该行星的平均密度为3πGT^2/4.根据牛顿万有引力定律,宇宙飞船做匀速圆周运动的向心力为F=mv^2/r=GMm/r^2,其中m为行星质量,v为宇宙飞船的速度。
又因为周期T=2πr/v,所以可以解得m=4π^2r^3/GT^2.将行星质量代入密度公式ρ=m/V,其中V为行星体积,代入球体积公式V=4/3πr^3,解得密度为3πGT^2/4.5.能够计算出火星的密度和火星表面的重力加速度。
根据开普勒第三定律,T^2/r^3=4π^2/GM,其中M为火星质量。
又因为探测器在不同高度的轨道上运动,所以可以利用万有引力定律计算出火星的质量和表面重力加速度。
6.正确选项为D。
根据牛顿第二定律和万有引力定律,物体做匀速圆周运动的向心力为F=mv^2/r=GMm/r^2,其中m为物体质量,v为物体速度。
同步卫星和近地卫星的运动速度和周期可以利用牛顿第二定律和开普勒第三定律计算得出。
7.确信卫星与“神舟七号”的线速度大小之比为1∶2.根据牛顿第二定律和万有引力定律,物体做匀速圆周运动的向心力为F=mv^2/r=GMm/r^2,其中m为物体质量,v为物体速度。
天体运动典型例题
题型一、填补法思想例1.如图7-3-1所示,在一个半径为R、质量为M的均匀球体中,紧贴球的边缘挖去一个半径为R/2的球形空穴后,剩余的阴影部分对位于球心和空穴中心连线上、与球心相距d的质点m的引力是多大?练1、如图,P、Q为某地区水平地面上的两点,在P点正下方一球形区域内储藏有石油,假定区域周围岩石均匀分布,密度为ρ;石油密度远小于ρ,可将上述球形区域视为空腔.如果没有这一空腔,则该地区重力加速度(正常值)沿竖直方向;当存在空腔时,该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏高.重力加速度在原竖直方向(即PO方向)上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”.为了探寻石油区域的位置和石油储量,常利用P点附近重力加速度反常现象.已知引力常数为G.(1)设球形空腔体积为V,球心深度为d(远小于地球半径),PQ=x,求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常.(2)若在水平地面上半径L的范围内发现:重力加速度反常值在g与kg(k>1)之间变化,且重力加速度反常的最大值出现在半为L的范围的中心,如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的,试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积.题型二、天体质量和密度的计算2、已知月球半径为R,飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行,周期为T.万有引力常量为G,下列说法正确的是( )A.月球第一宇宙速度为B.月球表面重力加速度为C.月球密度为D.月球质量为练2、据报道在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星,天文学观察发现绕行星做圆周运动的卫星的轨道半径为月球绕地球做圆周运动半径的p 倍,周期为月球绕地球做圆周运动周期的q倍.已知地球半径为R,表面重力加速度为g.万有引力常量为G,则行星的质量为A.B.C.D.练3、为了测量某行星的质量和半径,宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T,登陆舱在行星表面着陆后,用弹簧称称量一个质量为m的砝码读数为N。
已知引力常量为G。
物理试题天体运动及答案
物理试题天体运动及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 以下哪项不是开普勒描述的行星运动定律?A. 行星沿椭圆轨道绕太阳运动B. 行星绕太阳运动的角速度是恒定的C. 行星绕太阳运动的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比D. 行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等2. 根据牛顿的万有引力定律,两个物体之间的引力大小与它们的质量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
以下哪个选项正确描述了这一定律?A. 引力与两物体质量的乘积成正比,与距离的平方成正比B. 引力与两物体质量的乘积成反比,与距离的平方成反比C. 引力与两物体质量的乘积成正比,与距离的平方成反比D. 引力与两物体质量的乘积成反比,与距离的平方成正比3. 地球的自转周期大约是24小时,这导致了什么现象?A. 季节变化B. 潮汐现象C. 昼夜交替D. 地球的公转4. 月球绕地球公转的周期大约是27.3天,这与地球自转周期的不同步导致了什么现象?A. 季节变化B. 潮汐现象C. 月食D. 日食5. 根据牛顿的第二定律,以下哪个选项正确描述了力与加速度的关系?A. 力与加速度成正比B. 力与加速度成反比C. 力与加速度成正比,与质量成反比D. 力与加速度成反比,与质量成正比二、填空题(每题2分,共10分)1. 地球绕太阳公转的轨道近似为_________。
2. 根据开普勒第三定律,行星绕太阳运动的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比,这个定律也被称为_________定律。
3. 牛顿的万有引力定律公式为_________,其中G是引力常数,m1和m2是两个物体的质量,r是它们之间的距离。
4. 地球的自转轴与公转轨道平面的夹角称为_________,其大小约为23.5°。
5. 潮汐现象是由于_________和_________之间的引力作用造成的。
三、简答题(每题5分,共10分)1. 简述牛顿的万有引力定律及其在天体运动中的应用。
物理天体运动试题及答案
物理天体运动试题及答案一、选择题1. 以下哪项是描述天体运动的物理定律?A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第三定律D. 牛顿万有引力定律答案:D2. 地球绕太阳公转的周期大约是:A. 24小时B. 365天C. 1年D. 12个月答案:B3. 以下哪项不是开普勒行星运动定律的内容?A. 行星沿椭圆轨道绕太阳运动B. 行星公转周期的平方与轨道半长轴的立方成正比C. 行星公转速度与轨道半径成反比D. 行星公转速度与轨道半径成正比答案:D二、填空题4. 地球的自转周期是____小时。
答案:245. 地球绕太阳公转的轨道形状是____。
答案:椭圆三、简答题6. 简述牛顿万有引力定律的主要内容。
答案:牛顿万有引力定律指出,任何两个物体之间都存在引力,其大小与两物体质量的乘积成正比,与两物体间距离的平方成反比。
7. 描述一下地球的自转和公转对我们的生活有什么影响。
答案:地球的自转导致了昼夜交替和时间的差异,而地球的公转则导致了季节的变化和太阳高度角的变化。
四、计算题8. 已知地球质量为5.97×10^24千克,月球质量为7.34×10^22千克,地月平均距离为3.84×10^8米。
根据万有引力定律,计算地月之间的引力大小。
答案:根据万有引力定律,F = G * (m1 * m2) / r^2,其中G为万有引力常数,取值6.674×10^-11 N(m/kg)^2。
代入数值计算得:F = 6.674×10^-11 * (5.97×10^24 * 7.34×10^22) /(3.84×10^8)^2F ≈ 2×10^20 N五、论述题9. 论述开普勒行星运动定律对天文学和物理学的影响。
答案:开普勒行星运动定律揭示了行星运动的规律,不仅为天文学提供了精确的行星位置预测方法,也为牛顿后来提出万有引力定律奠定了基础。
天体运动练习题
天体运动练习题一、选择题1. 下列关于天体运动的说法,正确的是:A. 地球自转的方向是自西向东B. 地球公转的方向是自东向西C. 月球绕地球转动的周期为24小时D. 太阳系共有九大行星2. 在开普勒定律中,第一定律描述的是:A. 行星轨道为圆形B. 行星轨道为椭圆形,太阳位于椭圆的一个焦点上C. 行星轨道速度恒定D. 行星轨道半径与公转周期成正比二、填空题1. 地球自转的周期约为____小时,地球公转的周期约为____天。
2. 太阳系中,距离太阳最近的行星是____,距离太阳最远的行星是____。
3. 开普勒第三定律表明,行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成____比。
三、判断题1. 地球自转产生的现象是昼夜更替。
()2. 所有行星的轨道都是完全相同的椭圆。
()3. 月球绕地球转动的速度始终不变。
()四、简答题1. 简述地球自转和公转的方向。
2. 请列举开普勒定律的三个主要内容。
3. 为什么地球上有季节变化?五、计算题1. 已知地球公转周期为365天,轨道半长轴为1个天文单位,求地球轨道的偏心率。
2. 一颗行星的轨道半长轴为2个天文单位,公转周期为1440天,求该行星的轨道偏心率。
3. 月球绕地球转动的周期为27.3天,求月球轨道的平均半径。
六、综合题1. 分析地球自转和公转产生的地理现象。
2. 试述太阳系八大行星的排列顺序及其特点。
3. 结合实际,解释为什么地球上的昼夜温差较大。
七、应用题1. 假设地球公转速度突然增加一倍,会对地球的气候和生态系统产生哪些影响?2. 如果月球停止绕地球转动,地球上的潮汐现象会发生哪些变化?3. 请设计一个实验方案,验证开普勒第二定律(面积定律)。
八、分析题1. 分析太阳系中行星轨道的形状与太阳的位置关系,并解释其原因。
2. 试比较地球自转和公转速度的变化对地球表面温度的影响。
3. 从天体运动的角度,分析地球极地地区和赤道地区气候差异的原因。
九、论述题1. 论述地球自转和公转在天文学和地理学中的意义。
天体运动练习题
天体运动练习题一、选择题1. 根据开普勒第三定律,如果一个行星的轨道半径是另一个行星的4倍,那么它的公转周期是另一个行星的多少倍?A. 1倍B. 2倍C. 8倍D. 16倍2. 下列哪个天体是太阳系内最大的行星?A. 火星B. 木星C. 土星D. 地球3. 地球的自转周期是多少小时?A. 12小时B. 24小时C. 48小时D. 72小时4. 以下哪个选项是描述地球公转轨道的形状?A. 圆形B. 椭圆形C. 抛物线D. 双曲线5. 太阳系中,哪个行星的自转速度最快?A. 金星B. 火星C. 水星D. 木星二、填空题6. 根据开普勒第一定律,所有行星绕太阳的轨道都是_________。
7. 地球的公转轨道的偏心率大约是_________。
8. 月球绕地球公转的周期大约是_________天。
9. 太阳系中,距离太阳最近的行星是_________。
10. 地球的自转轴与公转轨道平面的倾角大约是_________度。
三、简答题11. 简述开普勒的行星运动三定律。
12. 为什么我们不能在地球上看到月球的背面?13. 描述地球的公转和自转对季节变化的影响。
四、计算题14. 已知火星的轨道半径是地球轨道半径的1.5倍,如果地球的公转周期是365.25天,计算火星的公转周期。
五、论述题15. 论述太阳系的形成过程及其对行星轨道和特性的影响。
六、案例分析题16. 假设你是一名天文学家,你观察到一颗新发现的系外行星,它的轨道周期是4地球年。
根据开普勒第三定律,估算这颗行星的轨道半径,并讨论可能的气候条件。
七、实验设计题17. 设计一个实验来模拟地球的自转和公转,并解释如何通过实验观察到季节的变化。
八、综合应用题18. 假设你是一名宇航员,正在执行前往火星的任务。
请描述在火星上可能遇到的环境挑战,并提出相应的解决方案。
九、开放性问题19. 考虑到天体运动的复杂性,你认为未来的天文学研究将如何利用人工智能技术来解决现有问题?十、创新思维题20. 如果你有机会设计一个全新的太阳系模型,你将如何安排各个行星的位置和特性,以支持人类在其他行星上的居住?请提供你的设计理念和科学依据。
新编《天体运动》精选计算题(含答案)
新编《天体运动》计算题1.宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一个小球,经过时间t, 小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时的初速增大到2倍,则抛出点与落地点之间的距离为3L.已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,万有引力常数为G,求该星球的质量M.解:设抛出点的高度为h,第一次抛出时水平射程为x;当初速度变为原来2倍时,水平射程为2x,如图所示由几何关系可知:L2=h2+x2①(L)2=h2+(2x)2②①②联立,得:h=L设该星球表面的重力加速度为g则竖直方向h=gt2③又因为=mg(或GM=gR2) ④由③④联立,得M=2.在地球某处海平面上测得物体自由下落高度h所需的时间为t,到某高山顶测得物体自由落体下落相同高度所需时间增加了t ,已知地球半径为R,求山的高度。
解析:有(1)( 3)(2)(4)由以上各式可以得出3.人类对宇宙的探索是无止境的。
随着科学技术的发展,人类可以运送宇航员到遥远的星球去探索宇宙奥秘。
假设宇航员到达了一个遥远的星球,此星球上没有任何气体。
此前,宇航员乘坐的飞船绕该星球表面运行的周期为T ,着陆后宇航员在该星球表面附近从h 高处以初速度0v 水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L ,已知万有引力常量为G 。
(1)求该星球的密度;(2)若在该星球表面发射一颗卫星,那么发射速度至少为多大?【解析】(1)在星球表面 2224GMm m R R T π= 又 mg R GMm=2343R M πρ= 解得 23GT πρ=另得到:224gT R π=(2)设星球表面的重力加速度为g ,小球的质量为m ,小球做平抛运动, 故有 221gt h =w t v L 0=_ 解得 222Lhv g = 该星球表面处的最小发射速度即为该星球的第一宇宙速度,设为为v ,设卫星的质量为1m ,则在星球表面 2112m M v G m R R =又 112m M G m g R= 则 v gR =代入(1)问中的R 解得22L hTv v π= 。
(完整版)4.19天体运动综合习题(带答案)
天体运动一、关于重力加速度1. 地球半径为R0,地面处重力加速度为g0,那么在离地面高h处的重力加速度是()A. R hR h g2220 ++() B. RR hg220()+C. hR hg220()+D. R hR hg20()+二、求中心天体的质量2.已知引力常数G和下列各组数据,能计算出地球质量的是()A.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 B.月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离C. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期D.若不考虑地球自转,己知地球的半径及重力加速度三、求中心天体的密度3.中子星是恒星演化过程的一种可能结果,它的密度很大,,现有一中子星,观测到它的自转周期为T,问:该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定,不致因自转而瓦解。
计算时星体可视为均匀球体。
四、卫星中的超失重(求卫星的高度)4. m = 9kg 的物体在以a = 5m/s2 加速上升的火箭中视重为85N, ,则火箭此时离地面的高度是地球半径的_________倍(地面物体的重力加速度取10m/s2)5.地球同步卫星到地心的距离可由r 3 = a 2b2c / 4π2求出,已知a 的单位是m, b 的单位是s, c 的单位是m/ s2,请确定a、b、c 的意义?五、求卫星的运行速度、周期、角速度、加速度等物理量6.两颗人造地球卫星的质量之比为1:2,轨道半径之比为3:1,求其运行的周期之比为();线速度之比为(),角速度之比为();向心加速度之比为();向心力之比为()。
7.地球的第一宇宙速度为v1,若某行星质量是地球质量的4倍,半径是地球半径的1/2倍,求该行星的第一宇宙速度。
8.同步卫星离地心距离r,运行速率为V1,加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,线速度为V2,第一宇宙速度为V3,以第一宇宙速度运行的卫星向星加速度为a3,地球半径为R,则()A.a1/a2=r/RB.a3>a1>a2C.V1/V2=R/rD. V3>V1>V2六、双星问题9.两个星球组成双星。
天体运动经典例题含答案
1.人造地球卫星做半径为r ,线速度大小为v 的匀速圆周运动。
当其角速度变为原来的错误!倍后,运动半径为_________,线速度大小为_________. 【解析】由22Mm Gm r rω=可知,角速度变为原来的错误!倍后,半径变为2r ,由v r ω=可知,角速度变为原来的错误!倍后,线速度大小为错误!v .【答案】2r ,错误!v 2.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为v假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m 的物体重力,物体静止时,弹簧测力计的示数为0N,已知引力常量为G,则这颗行星的质量为A .2GNmv B 。
4GNmvC .2GmNv D.4GmNv【解析】卫星在行星表面附近做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律有R v m M G 2/2/Rm =,宇航员在行星表面用弹簧测力计测得质量为m 的物体的重为N ,则 N M G =2R m ,解得M=GN4mv ,B 项正确。
【答案】B3.如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带.假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动。
下列说法正确的是 A 。
太阳对小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带外侧小行星的向心加速度值D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于 地球公转的线速度值【答案】C 【解析】根据行星运行模型,离地越远,线速度越小,周期越大,角速度越小,向心加速度等于万有引力加速度,越远越小,各小行星所受万有引力大小与其质量相关,所以只有C 项对。
4。
宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t 小球落回原处;若他在某星球表面以相同的速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t 小球落回原处。
(取地球表面重力加速度g=10 m/s 2,空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g ′.(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R 星∶R 地=1∶4,求该星球的质量与地球质量之比M 星∶M 地. 答案 (1)2 m/s2 (2)1∶80解析 (1)在地球表面竖直上抛小球时,有t =g 02v ,在某星球表面竖直上抛小球时,有5t ='20g v所以g ′=g 51=2 m/s2(2)由G801)41(51',,22222=⨯====地星地星所以得gR R g M M G gR M mg R Mm5.关于卡文迪许扭秤实验对物理学的贡献,下列说法中正确的是 ( )A .发现了万有引力的存在B .解决了微小力的测定问题C .开创了用实验研究物理的科学方法D .验证了万有引力定律的正确性6.假设地球是一半径为R 。
天体运动习题附详细标准答案
1.若知道太阳地某一颗行星绕太阳运转地轨道半径为r ,周期为T ,引力常量为G ,则 可求得( B)A .该行星地质量B .太阳地质量C .该行星地平均密度D .太阳地平均密度2.有一星球地密度与地球地密度相同,但它表面处地重力加速度是地面表面处重力加速度地4倍,则该星球地质量将是地球质量地(D )A .14B .4倍C .16倍D .64倍3.火星直径约为地球直径地一半,质量约为地球质量地十分之一,它绕太阳公转地轨道半径约为地球绕太阳公转半径地1.5倍.根据以上数据,下列说法中正确地是(AB )A .火星表面重力加速度地数值比地球表面小B .火星公转地周期比地球地长C .火星公转地线速度比地球地大D .火星公转地向心加速度比地球地大4.若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动,设其周期为T ,引力常量为G , 那么该行星地平均密度为(B )A .GT 23πB .3πGT 2C .GT 24πD .4πGT 25.为了对火星及其周围地空间环境进行监测,我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”.假设探测器在离火星表面高度分别为h 1和h 2地圆轨道上运动时, 周期分别为T 1和T 2.火星可视为质量分布均匀地球体,且忽略火星地自转影响,引力常 量为G .仅利用以上数据,可以计算出( A )A .火星地密度和火星表面地重力加速度B .火星地质量和火星对“萤火一号”地引力C .火星地半径和“萤火一号”地质量D .火星表面地重力加速度和火星对“萤火一号”地引力6.设地球半径为R ,a 为静止在地球赤道上地一个物体,b 为一颗近地绕地球做匀速圆 周运动地人造卫星,c 为地球地一颗同步卫星,其轨道半径为r.下列说法中正确地是( D )A .a 与c 地线速度大小之比为r RB .a 与c 地线速度大小之比为R rC .b 与c 地周期之比为r RD .b 与c 地周期之比为R r R r7.2008年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务,他地第一次太空行走标志着中国航天事业全新时代地到来.“神舟七号”绕地球做近似匀速圆周运动,其轨道半径为r ,若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动地轨道半径为2r ,则可以确定 ( AB )A .卫星与“神舟七号”地加速度大小之比为1∶4B .卫星与“神舟七号”地线速度大小之比为1∶ 2C .翟志刚出舱后不再受地球引力D .翟志刚出舱任务之一是取回外挂地实验样品,假如不小心实验样品脱手,则它将做 自由落体运动8.一物体静置在平均密度为ρ地球形天体表面地赤道上.已知万有引力常量为G ,若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零,则天体自转周期为( .D )A .⎝⎛⎭⎫4π3Gρ12B .⎝⎛⎭⎫34πGρ12C .⎝⎛⎭⎫πGρ12D .⎝⎛⎭⎫3πGρ129.如图1所示,图1a 、b 是两颗绕地球做匀速圆周运动地人造卫星,它们距地面地高度分别是R 和2R(R 为地球半径).下列说法中正确地是(CD )A .a 、b 地线速度大小之比是2∶1B .a 、b 地周期之比是1∶2 2C .a 、b 地角速度大小之比是36∶4D .a 、b 地向心加速度大小之比是9∶410.一个半径是地球3倍、质量是地球36倍地行星,它表面地重力加速度是地面重力加速度地( A ).【1.5】(A )4倍(B )6倍(C )13.5倍(D )18倍11.两颗人造地球卫星,它们质量地比m 1:m 2=1:2,它们运行地线速度地比是v 1:v 2=1:2,那么( ABCD ).【1.5】(A )它们运行地周期比为8:1(B )它们运行地轨道半径之比为4:1(C )它们所受向心力地比为1:32(D )它们运动地向心加速度地比为1:1612.土星周围有许多大小不等地岩石颗粒,其绕土星地运动可视为圆周运动.其中有两个岩石颗粒A 和B 与土星中心地距离分别为r A =8.0×104km 和r B =1.2×105km ,忽略所有岩石颗粒间地相互作用.(结果可用根式表示)(1)求岩石颗粒A 和B 地线速度之比.(2)土星探测器上有一物体,在地球上重为10N ,推算出它在距土星中心3.2×105km 处 受到土星地引力为0.38N .已知地球半径为6.4×103km ,请估算土星质量是地球质量地多少倍?.(1)万有引力提供岩石颗粒做圆周运动地向心力,所以有G Mm r 2=m v 2/r .故v =GM r所以v A v B =r B r A = 1.2×105km 8.0×104km =62.(2)设物体在地球上重为G 地,在土星上重为G 土,则由万有引力定律知:G 地=G M 地m R 2地,G 土=G M 土m R 2土xHAQX又F 万=G M 土m r 2,故G 土R 2土=F 万r 2 所以M 土M 地=G 土R 2土G 地R 2地=F 万r 2G 地R 2地=0.38×(3.2×105)210×(6.4×103)2=95.13.中子星是恒星演化过程中地一种可能结果,它地密度很大.现有一中子星,观测到它地自转周期为T =130s .问该中子星地最小密度应是多少才能维持该星体地稳定,不致因自转而瓦解?(计算时星体可视为均匀球体,万有引力常量G =6.67×10-11m 3/(kg ·s 2))设中子星地密度为ρ,质量为M ,半径为R ,自转角速度为ω,位于赤道处地小块物体质量为m ,则有GMm R 2=mω2R ,ω=2πT ,M =43πR 3ρ由以上各式得ρ=3πGT 2 代入数据解得ρ=1.27×1014kg/m 3版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.Emxvx 。
高中物理天体运动练习题及讲解
高中物理天体运动练习题及讲解### 高中物理天体运动练习题及讲解#### 练习题一:卫星的轨道周期题目:一颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动,已知地球的质量为 \( M \),卫星的质量为 \( m \),卫星到地球中心的距离为 \( r \)。
求卫星的周期 \( T \)。
解答:根据万有引力定律和牛顿第二定律,我们有:\[ F = \frac{G M m}{r^2} \]\[ F = m \frac{4\pi^2 r}{T^2} \]其中 \( G \) 是万有引力常数。
将两个等式相等,得到:\[ \frac{G M m}{r^2} = m \frac{4\pi^2 r}{T^2} \]解得卫星的周期 \( T \) 为:\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{r^3}{G M}} \]#### 练习题二:地球的引力加速度题目:在地球表面,忽略地球的自转,求一个物体因地球引力而获得的加速度 \( g \)。
解答:在地球表面,物体受到的引力 \( F \) 等于其质量 \( m \) 乘以引力加速度 \( g \):\[ F = m g \]根据万有引力定律,这个力也等于:\[ F = \frac{G M m}{R^2} \]其中 \( R \) 是地球的半径。
将两个等式相等,得到:\[ m g = \frac{G M m}{R^2} \]解得引力加速度 \( g \) 为:\[ g = \frac{G M}{R^2} \]#### 练习题三:月球绕地球运动题目:月球绕地球做匀速圆周运动,已知月球的质量为 \( m_{\text{moon}} \),地球的质量为 \( M \),月球到地球中心的距离为\( r_{\text{moon}} \)。
求月球的周期 \( T_{\text{moon}} \)。
解答:月球绕地球运动的周期 \( T_{\text{moon}} \) 可以通过与卫星周期的公式类比得出:\[ T_{\text{moon}} = 2\pi \sqrt{\frac{r_{\text{moon}}^3}{G M}} \]#### 练习题四:双星系统的总质量题目:两颗星体构成一个双星系统,它们围绕共同的质心做匀速圆周运动,已知两颗星体的质量分别为 \( m_1 \) 和 \( m_2 \),到质心的距离分别为 \( r_1 \) 和 \( r_2 \),求双星系统的总质量\( M_{\text{total}} \)。
高中物理天体运动经典习题
第三讲知识点梳理一、开普勒三大定律1、第一:2、第二:3、第三:二、万有引力定律三、万有引力和重力的关系四、解决天体问题的两条主线1、万有引力等于重力2、万有引力提供向心力五、“开三”推导及比例问题速算1、开普勒第三定律的推导2、比例问题速算六、三大宇宙速度1、第一宇宙速度2、第二宇宙速度3、第三宇宙速度七、卫星问题1、近地卫星2、同步卫星(六一定)3、赤道表面物体、近地卫星和同步卫星向心加速度大小比较八、卫星的对接及对接1、卫星对接2、卫星变轨九、双星问题经典习题练习一、选择题1、关于行星运动的规律,下列说法符合史实的是()A.开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行星运动的规律B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律C.开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律2、理论和实践证明,开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用。
下面对于开普勒第三定律的公式,下列说法正确的是:()A.公式只适用于轨道是椭圆的运动B.式中的K值,对于所有行星(或卫星)都相等C.式中的K值,只与中心天体有关,与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关D.若已知月球与地球之间的距离,根据公式可求出地球与太阳之间的距离3、如图所示,椭圆为某行星绕太阳运动的轨道,A、B分别为行星的近日点和远日点,行星经过这两点时的速率分别为v A和v B;阴影部分为行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积,分别用S A和S B表示.根据开普勒第二定律可知()A.v A>v BB.v A<v BC.S A>S BD.S A<S B4、如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带.假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动.下列说法正确的是()A.太阳对小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带外侧小行星的向心加速度值D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值5、如图,a、b两颗人造地球卫星分别在如图所示的两个不同的轨道上运行,下列说法中正确的是()A.a卫星的运行速度比第一宇宙速度大B.b卫星的运行速度较小C.b卫星受到的向心力较大6、探测器绕月球做匀速圆周运动,变轨后在周期较大的轨道上仍做匀速圆周运动,则变轨后与变轨前相比()A.轨道半径变小B.向心加速度变小C.线速度变大D.角速度变大7、天宫一号是中国第一个目标飞行器,已于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射成功,它的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段.21时25分,天宫一号进入近地点约200公里,远地点约346.9公里,轨道倾角为42.75度,周期为5382秒的运行轨道.由此可知()A.天宫一号在该轨道上的运行周期比同步卫星的运行周期长B.天宫一号在该轨道上任意一点的运行速率比同步卫星的运行速率小C.天宫一号在该轨道上任意一点的运行加速度比同步卫星的运行加速度小D.天宫一号在该轨道上远地点距地面的高度比同步卫星轨道距地面的高度小8、地球质量大约是月球质量的81倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时,月球和地球对它的引力大小相等,该位置到月球中心和地球中心的距离之比为()A.1:81 B.1:27 C.1:9 D.1:39、宇航员在地球表面,以一定初速度竖直上抛一小球,测得小球从抛出到返回的时间为t;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,小球从抛出到返回时间为25t。
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天体运动计算题专题
1.(9分)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 .
2.(10分)质量为m 的卫星离地面R 0处做匀速圆周运动。
设地球的半径也为R 0,地面的重力加速度为g ,引力常数G ,求:
!
(1)地球的质量;
(2)卫星的线速度大小。
3、如图所示,宇航员站在某星球表面上的斜面顶端A 处,沿水平方向以初速度V 0抛出一个小球。
经时间t 小球落在斜面上的某一点B 处。
设空气阻力不计,该星球半径为R ,万有引力常数为G 。
求(1)该星球表面的重力加速度
`
(2)该星球的质量M 为多少(斜面倾角为θ)
!
4.在火箭发射阶段,宇航员发现当飞船随火箭以
2
g
的加速度匀加速上升到某位置时(g 为地球表面处的重力加速度),其身下体重测试仪的示数为起动前的1718
,已知地球半径
为R ,求:
(1)该处的重力加速度g'与地表处重力加速度g的比值;
(2)火箭此时离地面的高度h。
'
5. 2007年10月24日,我国在西昌向月球成功地发射了一颗绕月球探测卫星“嫦娥一号”。
不久将,我们将会登上月球。
若在月球表面A点的正上方某处B以初速度v0将小物块水平抛出,物块落在月球表面C点,用米尺测出A、B两点间的距离h和A、C两点间的距离s。
设A、C两点在同一水平面上,月球可视为均匀球体且半径为R。
试问:(1)月球表面重力加速度g为多大
(2)物块水平“抛出”的初速度至少为多大才不会落回月球表面
天体运动计算题专题(答案)
1. r =
4π2
.
2.(1)对地面的物体
20Mm
mg G R =① ( 3分) 由①可得:20gR M G
=② ( 2分)
(2)卫星的线速度,卫星的受到的合外力;即为万有引力:
2
2
(2)2Mm v G m R R =③ ( 3分) 代入②,可得v =分) 3.解:(1)小球做平抛运动有
;
(2) 由式
得:
4.(1)4:9 (2)2
R h = 【解析】
试题分析:(1) 根据牛顿第二定律有:ma g m mg ='-18
17
, 代入:2
g a =
解得:
9
4='g g 由黄金代换式:mg r Mm
G
=2
得:9
4)(2
2=+=
'h R
R g g 火箭此时离地面的高度:2
R h =
考点:本题考查火箭的发射以及牛顿第二定律,黄金代换式等知识。
5.。