精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如下图是我国“嫦娥一号”发射及绕月简图,设下图中卫星是逆时针方向运动的,阅读如下材料回答下面问题:
2007年10月25日17时55分,北京航天飞行控制中心对嫦娥一号卫星实施首次变轨并获得成功,首次变轨是在远地点发动机点火使卫星加速的。卫星的近地点高度由约200公里抬高到了约600公里,如图卫星正式进入绕地16小时轨道。接下来卫星在近地点处还要借助自身发动机的推动经过三次变轨即进入绕地24小时轨道、绕地48小时轨道,最后进入地月转移轨道经过漫长的施行后接近月球,在月球近月点的位置仍要借助自身的发动机的作用,使卫星的速度发生变化,被月球引力俘获后进入绕月12小时轨道、绕月3.5小时轨道,最终进入绕月127分钟的圆形轨道,进行约一年的月球探索之旅。
“嫦娥一号”卫星最终是以127分钟的周期T稳定运行于月球的圆周轨道上,若已知地球的质量是月球m质量81倍,地球半径是月球半径r的3.7倍,试用引力常量GmTr写出卫星距月球表面的高度H的表达式。
若已知地球的质量 ,地球的半径,万有引力恒量,试结合给出的数据,求出H的数值。(保留两位有效数字)
能够将实际问题转化为物理模型,运用数学知识、万有引力定律、匀速圆周运动的知识处理相关问题。宏观估算是高考中的特有题型之一,也是每年的高考大纲中“应用数学处理物理问题能力”的体现。
由万有引力定律得:
是卫星的质量),
又知万有引力提供向心力得:

即有
所以
代入月、地质量与半径关系得:

单位统一后代入数据得:
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

10月24日,“中国嫦娥一号”告别“故乡”发射升空,开始出使月球的旅程。它首先被送入近地点200公里、远地点约5.1万公里、运行周期约为16小时的地球同步转移轨道, 在此轨道上运行总计数10小时之后,嫦娥一号卫星进行第1次近地点加速,将自己送入周期为24小时的停泊轨道上,在停泊轨道飞行3天后,嫦娥一号实施第2次近地点加速,将自己送入远地点高度12.8万公里、周期为48小时的大椭圆轨道,10月31日,嫦娥一号实施第3次近地点加速,进入远地点高度为38万公里的奔月轨道,开始向着月球飞去。11月5日,来到月球面前的高速飞行的嫦娥一号卫星放缓了自己的脚步,开始第一次“刹车”制动,以使自己被月球捕获,之后,经过第二次、第三次的制动,嫦娥一号卫星绕月运行的椭圆轨道逐步变为轨道周期127分钟、轨道高度200公里的环月轨道。月球的半径为1.7×106m,则月球表面的重力加速度为多少?地球表面的重力加速度约为月球表面重力加速度的几倍?(地球表面g=9.8m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

1986年2月20日发射升空的“和平号”空间站,在服役15年后于2001年3月23日坠落在南太平洋.“和平号”风风雨雨15年铸就了辉煌业绩,已成为航天史上的永恒篇章.“和平号”空间站总质量137 t,工作容积超过400 m3,是迄今为止人类探索太空规模最大的航天器,有“人造天宫”之称.在太空运行的这一“庞然大物”按照地面指令准确坠落在预定海域,这在人类历史上还是第一次.“和平号”空间站正常运行时,距离地面的平均高度大约为350 km.为保证空间站最终安全坠毁,俄罗斯航天局地面控制中心对空间站的运行做了精心安排和控制.在坠毁前空间站已经顺利进入指定的低空轨道,此时“和平号”距离地面的高度大约为240 km.设“和平号”沿指定的低空轨道运行时,其轨道高度平均每昼夜降低2.7 km.设“和平号”空间站正常运转时沿高度为350 km圆形轨道运行,在坠落前沿高度为240km的指定圆形低空轨道运行,而且沿指定的低空轨道运行时,每运行一周空间站高度变化很小,因此计算时对空间站的每一周的运动都可以作为匀速圆周运动处理.
(1)简要说明,为什么空间站在沿圆轨道正常运行过程中,其运动速率是不变的.
(2)空间站沿正常轨道运行时的加速度与沿指定的低空轨道运行时加速度大小的比值多大?计算结果保留2位有效数字.
(3)空间站沿指定的低空轨道运行时,每运行一周过程中空间站高度平均变化多大?计算中取地球半径R=6.4×103 km,计算结果保留1位有效数字.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

当人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动后,下列叙述中正确的是
A.在任何轨道上,地球球心都在卫星的轨道平面内
B.卫星运动速度一定不超过7.9km/s
C.卫星内的物体仍受重力作用,并可用弹簧测力计直接测出所受重力的大小
D.同步卫星运行轨道在赤道正上方

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

假设人造地球卫星做匀速圆周运动,当它的轨道半径增大到原来的2倍时(   )
A.根据F=mω2r,卫星受到的向心力增为原来的2倍
B.根据F=m,卫星受到的向心力减为原来的
C.根据F=G,卫星受到的向心力减为原来的
D.根据F=mg,卫星受到的向心力保持不变

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

有两颗人造地球卫星,它们的质量之比为m1:m2=2:1,运行速度之比为v1:v2=2:1则它们的轨道半径之比r1:r2=______,周期之比T1:T2______.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

我国发射的风云二号气象卫星绕地球做匀速圆周运动,若已知卫星绕地球飞行的周期、地球的半径以及地面处的重力加速度,由此可以计算出(  )
A.卫星离地面的高度
B.在该轨道上卫星绕地球飞行的速率
C.卫星所受的向心力
D.在该轨道高度处的重力加速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

设地球的质量为M,半径为R,自转的角速度为ω,地球表面的重力加速度为g,万有引力恒量为G,同步卫星轨道半径为r,则同步卫星的速度为:           (      )
A.v=.B.v=ωrC.v=D.v=

查看答案和解析>>

同步练习册答案