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多选题

(多选)下列关于力的说法正确的是(  )

A
作用力和反作用力作用在同一物体上
B
太阳系中的行星均受到太阳的引力作用
C
运行的人造地球卫星所受引力的方向不变
D
伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因

题目答案

BD

答案解析

分析:

掌握牛顿第三定律的内容,清楚作用力和反作用力的含义.

知道万有引力定律的内容.

了解牛顿第一定律的内容.

解答:

解:A、作用力和反作用力作用在两个不同的物体上,故A错误.

B、太阳系中的行星均受到太阳的引力作用,自然界中任何两个物体都有引力作用.故B正确.

C、运行的人造地球卫星所受引力提供向心力,方向指向圆心不断改变,故C错误.

D、伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因,故D正确.

故选BD.

点评:

掌握一些基本的定律内容,并能在具体问题中进行应用.

举一反三
多选题

(多选)下列关于力和加速度的说法正确的是(  )

A
作用力和反作用力作用在同一物体上
B
摩擦力总是阻碍物体的运动
C
太阳系中的行星均受到太阳的引力作用
D
运行的人造地球卫星的加速度时刻在改变

题目答案

CD

答案解析

分析:

作用力与反作用力作用在两个物体上;

摩擦力总阻碍物体的相对运动或相对运动趋势;

行星均受到太阳的引力作用才绕太阳做匀速圆周运动;

人造地球卫星做匀速圆周运动,加速度大小不变,但方向时刻改变.

解答:

解:A、作用力和反作用力作用在两个不同物体上,故A错误;

B、摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,因此摩擦力可以是阻力,也可以是动力,故B错误;

C、太阳系中的行星均受到太阳的引力作用,从而提供向心力,做匀速圆周运动,故C正确;

D、运行的人造地球,做匀速圆周运动,卫星的加速度大小不变,但其方向时刻在改变,故D正确;

故选:CD

点评:

考查作用力与反作用力跟平衡力的区别,理解摩擦力是动力还是阻力,认识万有引力提供向心力,及匀速圆周运动的加速度为何变化.

多选题

(多选)已知地球质量为M,半径为R,自转周期为T,地球同步卫星质量为m,引力常量为G,有关同步卫星,下列表述正确的是(  )

A
卫星距地面的高度为$\sqrt {}$
B
卫星的运行速度小于第一宇宙速度
C
卫星运行时受到的向心力大小为G$\frac {Mm}{R}$
D
卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度

题目答案

BD

答案解析

分析:

同步卫星与地球相对静止,因而与地球自转同步,根据万有引力提供向心力,即可求出相关的量.

解答:

解:万有引力提供向心力

F_引=F_向

G$\frac {Mm}{(R+h)}$=ma_向=m$\frac {v}{R+h}$=m$\frac {4π}{T}$(R+h)

解得

a_向=$\frac {4π}{T}$(R+h)

v=$\frac {2π(R+h)}{T}$

F_引=G$\frac {Mm}{(R+h)}$

h=$\sqrt {}$-R

故AC错误;

由于第一宇宙速度为

v$_1$=$\sqrt {}$

因而B正确;

地表重力加速度为

g=$\frac {GM}{R}$

因而D正确;

故选BD.

点评:

本题关键抓住万有引力等于向心力,卫星转动周期与地球自转周期相同.

多选题

(多选)据报道,我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4次变轨控制后,于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号01星”,下列说法正确的是(  )

A
运行速度大于7.9km/s
B
离地面高度一定,相对地面静止
C
绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D
向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等

题目答案

BC

答案解析

分析:

研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式表示出线速度的大小.

知道7.9 km/s为第一宇宙速度.

了解同步卫星的含义,即同步卫星的周期必须与地球相同.

根据向心加速度的表达式找出向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小关系.

解答:

解:A、由万有引力提供向心力得:$\frac {GMm}{r}$=$\frac {mv}{r}$,v=$\sqrt {}$,

即线速度v随轨道半径 r的增大而减小,v=7.9 km/s为第一宇宙速度,即围绕地球表面运行的速度;

因同步卫星轨道半径比地球半径大很多,因此其线速度应小于7.9 km/s,故A错误;

B、因同步卫星与地球自转同步,即T、ω相同,因此其相对地面静止,由万有引力提供向心力得:

$\frac {GMm}{(R+h)}$=m(R+h)ω_得:h=$\sqrt {}$-R,因G、M、ω、R均为定值,因此h一定为定值,故B正确;

C、因同步卫星周期T_同=24小时,月球绕地球转动周期T_月=27天,即T_同<T_月,由公式ω=$\frac {2π}{T}$得ω_同>ω_月,故C正确;

D、同步卫星与静止在赤道上的物体具有共同的角速度,由公式a_向=rω_,可得:$\frac {a_同}{a_物}$=$\frac {R+h}{R}$,因轨道半径不同,故其向心加速度不同,故D错误.

故选BC.

点评:

了解第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是最大的圆周运动的环绕速度.

要比较一个物理量大小,我们应该把这个物理量先表示出来,再进行比较.

多选题

(多选)下列说法中正确的是(  )

A
只要用三颗地球的同步卫星就可以实现全球通信
B
可以用月亮做中继站,实现微波通信
C
现在全球只有三颗同步通信卫星
D
通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星

题目答案

AD

答案解析

分析:

一颗同步卫星信号可以覆盖赤道120°的范围,故只需3颗即可实现对全球信号覆盖,故能实现全球通信;

微波大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,因此需要建立微波中继站;

通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星.

解答:

解:A、一颗同步卫星信号可以覆盖赤道120°的范围,故只需3颗即可实现对全球信号覆盖,故能实现全球通信;故A正确;

B、微波大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,因此需要建立微波中继站,但是不能把月亮当做中继站,因为月亮绕地球转动,故B错误;

C、现在全球不只有三颗同步通信卫星,故C错误;

D、通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星,故D正确.

故选:AD.

点评:

主要考查了与同步卫星相关的物理知识,注重了物理与实际的联系.

多选题

(多选)关于地球同步卫星,下列说法正确的是(  )

A
同步是指该卫星运行的角速度与地球的自转角速度相同
B
地球同步卫星的轨道一定与赤道平面共面
C
同步卫星的高度是一个确定的值
D
它运行的线速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

题目答案

ABC

答案解析

分析:

了解同步卫星的含义,即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.

第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是最大的圆周运动的环绕速度.

解答:

解:A、同步卫星的周期与地球自转周期相同,根据ω=$\frac {2π}{T}$得该卫星运行的角速度与地球的自转角速度相同.故A正确.

B、它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的.故B正确.

C、因为同步卫星要和地球自转同步,即ω相同,根据F=G$\frac {Mm}{r}$=mω_r,因为ω一定,所以 r 必须固定,所以同步卫星的高度是一个确定的值,故C正确.

D、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是最大的圆周运动的环绕速度.而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径,根据v=$\sqrt {}$可以发现,同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度,第二宇宙速度是脱离地球的束缚的速度,第二宇宙速度大于第一宇宙速度,故D错误.

故选ABC.

点评:

地球质量一定、自转速度一定,同步卫星要与地球的自转实现同步,就必须要角速度与地球自转角速度相等,这就决定了它的轨道高度和线速度.

多选题

(多选)关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星,下列说法正确的是(  )

A
卫星运行的速率一定大于7.9km/s
B
轨道可以与地球表面上的赤道线是共面同心圆
C
只有同步卫星的周期才等于24h
D
卫星运行的向心加速度等于轨道所在处的重力加速度

题目答案

BD

答案解析

分析:

根据万有引力提供向心力,得出线速度与轨道半径的关系,从而得出线速度与第一宇宙速度的大小关系.卫星做圆周运动,靠万有引力提供向心力,可知向心力和万有引力的方向都指向地心.

解答:

解:A、根据G$\frac {Mm}{r}$=m$\frac {v}{r}$得,v=$\sqrt {}$,第一宇宙速度的轨道半径等于地球的半径,则卫星的运行速率一定小于7.9km/s.故A错误.

B、卫星做匀速圆周运动靠万有引力提供向心力,万有引力和向心力的方向指向地心,则圆轨道的圆心为地心,所以轨道可以与地球表面上的赤道线是共面同心圆.故B正确.

C、根据G$\frac {Mm}{r}$=mr$\frac {4π}{T}$知,轨道半径与同步卫星轨道半径大小相等的卫星,周期都为24h.故C错误.

D、根据G$\frac {Mm}{r}$=ma=mg知,卫星的运行的向心加速度等于轨道所在处的重力加速度.故D正确.

故选BD.

点评:

解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论,并能灵活运用.

多选题

(多选)用 m表示地球通讯卫星(同步卫星)的质量,h表示它离地面的高度,R表示地球的半径,g表示地球表面处的重力加速度,ω表示地球自转的角速度,则通讯卫星所受万有引力的大小为(  )

A
等于零
B
等于m$\frac {R_g}{(R+h)}$
C
等于m$\sqrt {}$
D
mg

题目答案

BC

答案解析

分析:

由题地球的同步卫星的轨道半径为R=R+h.根据地球的半径和地球表面的重力加速度,由重力等于万有引力,可求出地球的质量.

由向心力公式求解向心力.

解答:

解:在地球表面,由重力等于万有引力得

mg=$\frac {GMm}{R}$①

在卫星位置,由重力等于万有引力得

mg′=$\frac {GMm}{(R+h)}$②

由①②得:g′=$\frac {gR}{(R+h)}$

通讯卫星所受万有引力的大小F=ma=mg′=m$\frac {gR}{(R+h)}$.

同步卫星做圆周运动由万有引力提供向心力得:

F=mω_(R+h)=mg′=m$\frac {gR}{(R+h)}$

h+R=$\sqrt {}$

所以F=mω_(R+h)=m$\sqrt {}$

故BC正确,AD错误.

故选BC.

点评:

题为天体运动的典型题型,由万有引力提供向心力,再根据向心力的基本公式求解,解题过程中注意黄金代换式mg=G$\frac {Mm}{R}$的应用

多选题

(多选)关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星,下述说法中正确的是(  )

A
它可以经过北京的正上空,所以我国能够利用它进行电视转播
B
已知该卫星的质量是1.24t,若它的质量增加到2.48t,则其同步轨道半径将变为原来的$\frac {1}{2}$倍
C
它的运行速度一定小于7.9km/s
D
它距离地面的高度约为地球半径的6倍,它的向心加速度约为地球表面上重力加速度的$\frac {1}{49}$

题目答案

CD

答案解析

分析:

了解同步卫星的含义,即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、它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的,所以同步卫星不可能经过北京的正上空,故A错误;

B、所有地球同步卫星距离地球的高度约为36000 km,半径均一样,所以各国发射的这种卫星轨道半径都一样,与质量无关,故B错误;

C、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是最大的圆周运动的环绕速度.而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径,根据v=$\sqrt {}$的表达式可以发现,同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度.故C正确;

D、它距离地面的高度为地球半径的6倍,所以它的轨道半径为地球半径的7倍,

根据万有引力等于重力有

$\frac {GMm}{R}$=mg

地球表面上重力加速度g=$\frac {GM}{R}$,

万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得加速度a=$\frac {GM}{r}$

所以向心加速度为地球表面上重力加速度的$\frac {1}{49}$,故D正确.

故选:CD

点评:

本题考查了地球卫星轨道相关知识点,地球卫星围绕地球做匀速圆周运动,圆心是地球的地心,万有引力提供向心力,轨道的中心一定是地球的球心;同步卫星有四个“定”:定轨道、定高度、定速度、定周期.同时应用了g=$\frac {GM}{r}$的结论.本题难度不大,属于基础题.

多选题

(多选)关于第一宇宙速度,下列说法正确的是(  )

A
它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度
B
它是人造地球卫星在圆形轨道上的最小运行速度
C
它是能使卫星绕地球运行的最小发射速度
D
它是人造卫星绕地球作椭圆轨道运行时在近地点的速度

题目答案

AC

答案解析

分析:

第一宇宙速度是在地面发射人造卫星所需的最小速度,也是圆形近地轨道的环绕速度,也是圆形轨道上速度的最大值!

解答:

解:第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度

v=$\sqrt {}$∝$\frac {1}{$\sqrt {R}$}$

因而第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度,A正确、B错误;

在近地面发射人造卫星时,若发射速度等于第一宇宙速度,重力恰好等于向心力,做匀速圆周运动,若发射速度大于第一宇宙速度,重力不足提供向心力,做离心运动,即会在椭圆轨道运动,因而C正确、D错误;

故选AC.

点评:

要使平抛的物体成为绕地球做运动的卫星,其速度必须小于或等于第一宇宙速度,当取等号时为圆轨道!

多选题

(多选)关于第一宇宙速度,下列说法哪些是正确的(  )

A
它是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度
B
它是使人造卫星能绕地球飞行所需的最小发射速度
C
当发射人造卫星的速度达到第二宇宙速度,它将脱离太阳引力的束缚
D
当发射人造卫星的速度达到第三宇宙速度时,它将脱离太阳的引力束缚

题目答案

BD

答案解析

分析:

第一宇宙速度又称为环绕速度,是指在地球上发射的物体绕地球飞行做圆周运动所需的最小初始速度.

人造地球卫星运行时速度大于第二宇宙速度时,就脱离地球束缚.第三宇宙速度是物体逃离太阳的最小速度.

解答:

解:A、人造卫星在圆轨道上运行时,运行速度v=$\sqrt {}$,轨道半径越大,速度越小,故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度,故A错误;

B、物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度,在地面附近发射飞行器,如果速度等于7.9km/s,飞行器恰好做匀速圆周运动,如果速度小于7.9km/s,就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力,做近心运动而落地,所以发射速度不能小于7.9km/s;故B正确.

C、当发射人造卫星的速度达到第二宇宙速度,它将脱离地球引力的束缚,故C错误;

D、当发射人造卫星的速度达到第三宇宙速度时,它将脱离太阳的引力束缚,故D正确.

故选:BD.

点评:

注意第一宇宙速度有三种说法:

①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度

②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度

③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度;

本题考查对宇宙速度的理解能力.对于第一宇宙速度不仅要理解,还要会计算.第一宇宙速度是近地卫星环绕地球做匀速圆周运动的速度,要强调卫星做匀速圆周运动.