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14.四顆人造衛(wèi)星a、b、c、d在地球大氣層外的圓形軌道上運行,其中a、c的軌道半徑相同,b、d在同步衛(wèi)星軌道上,b、c軌道在同一平面上.某時刻四顆衛(wèi)星的運行方向及位置如圖示,則( �。�
A.衛(wèi)星a、c的加速度大小相等,且小于b的加速度
B.衛(wèi)星b、d的線速度大小相等,且大于月球的線速度
C.因為衛(wèi)星c在赤道上方,所以衛(wèi)星c為同步衛(wèi)星
D.若衛(wèi)星c變軌后在軌道半輕較小的軌道上做勻速圓周運動,則其周期變大

分析 根據(jù)人造衛(wèi)星的萬有引力等于向心力,列式求出線速度、角速度、周期和向心力的表達式進行討論即可.

解答 解:A、人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)萬有引力提供向心力,設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M,有
F=F
F=GMmr2
F=mv2r=mω2r=m(\frac{2π}{T}2r
因而
G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}=mω2r=m(\frac{2π}{T}2r=ma
解得
v=\sqrt{\frac{GM}{r}}
ω=\sqrt{\frac{GM\;}{{r}^{3}}} 
周期:T=\frac{2π}{ω}=2π\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}} ②
a=\frac{GM}{{r}^{2}}
A、a、c兩顆衛(wèi)星的軌道半徑相同,且小于b衛(wèi)星的軌道半徑,根據(jù)③式,a、c的加速度大小相等,且大于b的加速度,故A錯誤;
B、b、d兩顆衛(wèi)星的軌道半徑相同,根據(jù)①式,其線速度相等;同步衛(wèi)星的軌道半徑小于月球的軌道半徑,所以其線速度大于月球的線速度,故B正確;
C、由于b、d在同步衛(wèi)星軌道上,c的軌道半徑小,一定不是同步衛(wèi)星軌道.故C錯誤;
D、根據(jù)公式②可知,若衛(wèi)星c變軌后在軌道半輕較小的軌道上做勻速圓周運動,則其周期變小,故D錯誤;
故選:B

點評 本題關(guān)鍵抓住萬有引力提供向心力,先列式求解出線速度、角速度和加速度的表達式,再進行討論;除向心力外,線速度、角速度、周期和加速度均與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān),只與軌道半徑有關(guān).

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.如圖所示,一輕質(zhì)彈簧放在光滑的水平面上,彈簧左端連接在豎直的固定擋板上,彈簧右端與質(zhì)量m=0.5kg的物塊(可視為質(zhì)點)接觸但不栓接,平面右端有一個傾斜的傳送帶,傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動,并與水平面無縫對接,物塊經(jīng)過對接處的速度大小不變,傳送帶與水平面之間的夾角θ=45°,開始彈簧處于自然狀態(tài).現(xiàn)用向左的水平推力緩慢地推物塊并彈簧壓縮,當推力做功W=4.0J時,撤去推力,隨后物塊被彈簧彈開,沿著水平面運動然后沖上傳送帶,并恰好能到達傳送帶的頂端.已知傳送帶的速度v=2.0m/s,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.6,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2.則( �。�
A.物塊在傳送帶上的加速度大小一直不變
B.摩擦力對物塊先做負功后做正功
C.物塊在傳送帶上運動的時間t=\frac{5\sqrt{2}}{8}s
D.傳送帶的長度L=\frac{3\sqrt{2}}{8}m

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.關(guān)于質(zhì)點做勻速圓周運動以下說法正確的是(  )
A.質(zhì)點的速度不變B.質(zhì)點的角速度不變
C.質(zhì)點沒有加速度D.質(zhì)點所受合外力不變

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置.
(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補接完整.
(2)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下,那么合上開關(guān)后,線圈插入副線圈,將滑動變阻器的阻值調(diào)大時,靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)一下.
(3)在做“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實驗時,如果副線圈兩端不接任何元件,則副線圈電路中將C
A.應(yīng)副線圈兩端不接任何元件,無電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B.因電路不閉合,無電磁感應(yīng)現(xiàn)象
C.有電磁感應(yīng)現(xiàn)象,但無感應(yīng)電流,只有感應(yīng)電動勢
D.不能用楞次定律判斷感應(yīng)電動勢方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.用接在50Hz交流電源上的打點計時器,測定小車做勻變速直線運動的速度和加速度,某次實驗中得到一條紙帶,如下圖所示,從比較清晰的點起,每五個打印點取一個記數(shù)點,分別標明O、A、B、C、D(按打點的先后次序),量得O與A兩點間距離x1=66mm,O與D兩點間的距離x2=156mm.由圖可知,小車在做勻加速運動(選填“加”或“減”),小車運動的加速度大小為1.5m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.以下關(guān)于近代物理的相關(guān)知識敘述正確的是(  )
A.通過α粒子散射實驗可以估算原子核的大小
B.一個原子在一次衰變中可同時放出α、β和γ三種射線
C.紫外線照射到金屬鋅板板表面時能夠發(fā)生光電效應(yīng),則當增大紫外線的照射強度時,從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能不變
D.比結(jié)合能越大,原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定
E.氫原子從高能級向低能級躍遷時,核外電子的動能減小,電勢能增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.如圖所示,兩質(zhì)量均為m的小球1、2(可視為質(zhì)點)用一輕質(zhì)桿相連并置于圖示位置,質(zhì)量也為m的小球3置于水平面OB上,半圓光滑軌道與水平面相切于B點,由于擾動,小球1、2分別沿AO、OB開始運動,當小球1下落h=0.2m時,桿與豎直光滑墻壁夾角θ=37°,此時小球2剛好與小球3相碰,碰后小球3獲得的速度大小是碰前小球2速度的\frac{5}{4},并且小球3恰好能通過半圓軌道的最高點C,sin37°=0.6,取g=10m/s2,則( �。�
A.小球1在下落過程中機械能守恒
B.小球2與小球3相碰時,小球1的速度大小為1.6m/s
C.小球2與小球3相碰前,小球1的平均速度大于小球2的平均速度
D.半圓軌道半徑大小為R=0.08m

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.小王和小李兩同學(xué)分別用電阻箱、電壓表測量不同電源的電動勢和內(nèi)阻.

(1)小王所測電源的內(nèi)電阻r1較小,因此他在電路中接入了一個阻值為2.00Ω的定值電阻R0,所用電路如圖甲所示.閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值R,讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)U,得到了一組U、R數(shù)據(jù).為了比較準確地得出實驗結(jié)論,小王同學(xué)準備用直線圖象來處理實驗數(shù)據(jù),圖象的縱坐標表示電壓表讀數(shù)U,則圖象的橫坐標表示的物理量應(yīng)該是\frac{U}{R}
(2)小李同學(xué)所測電源的電動勢E約為9V,內(nèi)阻r為35~55Ω,允許通過的最大電流為50mA.他所用電路如圖乙所示,圖中電阻箱R的阻值范圍為0~9999Ω.電路中R0為保護電阻.實驗室中備有以下幾種規(guī)格的定值電阻,本實驗中應(yīng)選用C.
A.20Ω,2.5W  B.50Ω,1.0W    C.150Ω,1.0W  D.1500Ω,5.0W
(3)小李同學(xué)在實驗中通過調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,記錄電阻箱的阻值R及相應(yīng)的電壓表的示數(shù)U,根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù),作出\frac{1}{U}-\frac{1}{R+{R}_{0}}圖象.得到圖象的縱軸截距為a,圖象的斜率為b,則電源的電動勢E=\frac{1}{a},內(nèi)阻r=\frac{a}

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.一個小球從高處水平拋出,不計空氣阻力,落地時的水平位移為s.現(xiàn)將s分成三等分,則小球相繼經(jīng)過每一個等分的時間內(nèi),下落高度之比為(  )
A.1:4:9B.1:3:5C.1:2:3D.1:1:1

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