万有引力与航天43个必须掌握的习题模型

2026/4/26 8:18:06

28、关于人造地球卫星及其中物体的超重和失重问题,下列说法正确的是…………( )

①在发射过程中向上加速时产生超重现象 ②在降落过程中向下减速时产生失重现象 ③进入轨道时作匀速圆周运动,产生失重现象

④失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的 A. ①③ B.②③ C. ①④ D.②④

29、人造地球卫星绕地心为圆心,做匀速圆周运动,下列说法正确的是…………( )

A. 半径越大,速度越小,周期越小 B. 半径越大,速度越小,周期越大 C. 所有卫星的速度均相同,与半径无关 D. 所有卫星的角速度均相同,与半径无关

30、如图所示,卫星A、B、C在相隔不远的不同轨道上,以地球为中心做匀速圆周运动,且运动方向相同,若在某个时刻恰好在同一直线上,则当卫星A转过一个周期时,下列关于三颗卫星的说法正确的是…………( )

A. 三颗卫星的位置仍在一条直线上

B. 卫星A的位置超前于B,卫星C的位置滞后于B C. 卫星A的位置滞后于B,卫星C的位置超前于B D. 卫星A的位置滞后于B和C 31、关于第一宇宙速度,下列说法不正确的是………………………………( ) A. 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度

B. 它等于人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度 C. 它是能使卫星在近地轨道运动的最小发射速度 D. 它是卫星在椭圆轨道上运动时的近地点速度

32、关于地球同步卫星下列说法正确的是………………………………………( ).

①地球同步卫星和地球同步,因此同步卫星的高度和线速度大小是一定的 ②地球同步卫星的地球的角速度虽被确定,但高度和速度可以选择,高度增加,速度增大, 高度降低,速度减小

③地球同步卫星只能定点在赤道上空,相对地面静止不动 ④以上均不正确

A. ①③ B. ②③ C. ①④ D.②④

33、在地球(看作质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星,下面说法正确的是( )

A. 它们的质量可能不同 B. 它们的速度大小可能不同 C. 它们的向心加速度大小可能不同 D. 它们离地心的高度可能不同 34从地面上竖直向上发射一航天器,当航天器竖直向上以加速度a=g/2 匀加速运动时,航天器内物体对水平支持面的压力为其静止在地球表面时对水平支持面压力的17/18,已知地球半径为R,求此时航天器里地面的高度。

35在某星球上以某初速度V0水平抛出一物体,经时间t 落在离抛出点距离为L

的Q点;若以2V0水平抛出,则落在离抛出点距离为3的N点,已知星球半径为R,万有引力常量为G,求该星球的质量M.

36火星半径为地球半径的一半,火星质量为地球的1/9,在地球上一位连同宇航服总质量为100Kg的宇航员,在火星上其质量与重力又是多少?他在地球上竖直上抛某物体的最大高度为H,则他在火星上以同样的条件竖直上抛该物体,又能抛多高?

37地球可视为球体,其自转周期为T,在它的两极处用弹簧秤测得某物体的重力为F,在赤道上用弹簧秤测得同一物体的重力为0.9F,则地球的平均密度是多少?

38有3颗质量相同的人造地球卫星,A卫星地球的在赤道上,B卫星为近地卫星,C卫星为地球的同步卫星,比较三卫星所受向心力,线速度,角速度,周期的大小。

39关于天体的计算

(一)观测环绕某天体运行的卫星周期为T,轨道半径为r,天体半径为R,求天体质量 解:

(二)设近天体表面运行的卫星周期为T,求天体的平均密度

40请推导卫星绕地线速度v、角速度ω、周期T与轨道半径的关系。

①由得,r越大,v越小

②由得,r越大,ω越小

③由得,r越大,T越大

41解答选择题时,对于物体所受重力就是物体所受万有引力,在地球表面任何地方,

同一物体所受重力是不变的,或所受重力的大小是不变的之类的说话是错误的。在地球两极重力就是引力,(引力等于重力与向心力之和,此时向心力为零)在赤道,重力最小(,引力等于重力与向心力之和,此时向心力最大)。其他位置,引力等于重力与向心力的矢量和。解答大题时,如近地卫星绕地球运动时,卫星所受重力可看成是它所受的万有引力(黄金代换公式:GMm/R2=mg)。同学们一定要注意。41请推导卫星绕地线速度v、角速度ω、周期T与轨道半径的关系。

42地面上的物体竖直向上或向下匀加速运动引起的超重或失重,与太空中关闭了发动机

的航天器的失重,其本质是一样的,说的都是物体对支持面的压力与重力的关系,在地球表面,超重不是重力变大,失重不是重力变小,完全失重不是重力消失而是对接触面的压力为零,在太空中的完全失重不是没有重力,而且也是对接触面的压力为零。太空中的物体不存在超重现象。太空中的物体跟它在地面上比较,重力变小了,但这不是对其失重的合理解释。

43随着纬度的升高,同一物体的重力会变大,物体的重力加速度会变大,同一物体所受向心力会变小,物体的向心加速度会变小;随着物体离地面高度的增加,它受到的重力会变小,重力加速度会变小;航天器(不是地面附近飞机之类的航空器)离开地面,在太空中关闭了发动机,绕地球做圆周运动时,所受万有引力全部用来提供航天

器的向心力,航天器处于完全失重状态(里面的物体对航天器底面无压力,重力同样存在),此时的重力就是万有引力,就是向心力,此时的重力加速度,引力加速度,向心加速度是一样的。

请大家结合课堂所学模型,圆满处理好本章问题的。


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