我国的月球探测计划“嫦娥工程”分为“绕、落、回”三步。“嫦娥三号”的任务是“落”。 2013年12月2日,“嫦娥三号”发射,经过中途轨道修正和近月制动之后,“嫦娥三号”探测器进入绕月的圆形轨道I。12月12日卫星成功变轨,进入远月点P、近月点Q的椭圆形轨道II。如图所示。 2013年12月14日,“嫦娥三号”探测器在Q点附近制动,由大功率发动机减速,以抛物线路径下降到距月面100米高处进行30s悬停避障,之后再缓慢竖直下降到距月面高度仅为数米处,为避免激起更多月尘,关闭发动机,做自由落体运动,落到月球表面。
已知引力常量为G,月球的质量为M,月球的半径为R,“嫦娥三号”在轨道I上运动时的质量为m, P、Q点距月球表面的高度分别为h1、h2。
(1)求“嫦娥三号”在圆形轨道I上运动的速度大小;
(2)已知“嫦娥三号”与月心的距离为r时,引力势能为(取无穷远处引力势能为零),其中m为此时“嫦娥三号”的质量。若“嫦娥三号”在轨道II上运动的过程中,动能和引力势能相互转化,它们的总量保持不变。已知“嫦娥三号”经过Q点的速度大小为v,请根据能量守恒定律求它经过P点时的速度大小;
关于环绕地球运行的卫星,下列说法正确的是( )
A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期 |
B.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同 |
C.沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率 |
D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合 |
当人造卫星进入轨道做匀速圆周运动后,下列叙述正确的是( )
A.在任何轨道上运动时,地球球心都在卫星的轨道平面 |
B.卫星运动速度一定大于或等于7.9km/s |
C.卫星内的物体仍然受重力作用,并可用弹簧测力计直接测出所受重力 |
D.因卫星处于完全失重状态,所以在卫星轨道处的重力加速度等于零 |
2013年6月13日,“神舟十号”与“天宫一号”成功实施手控交会对接,下列关于“神舟十号”与“天宫一号”的分析错误的是
A.“天宫一号”的发射速度应介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间 |
B.对接前,“神舟十号”欲追上“天宫一号”,必须在同一轨道上点火加速 |
C.对接前,“神舟十号”欲追上同一轨道上的“天宫一号”,必须先点火减速再加速 |
D.对接后,组合体的速度小于第一宇宙速度 |
2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱。 飞船先沿椭圆轨道飞行,后在远地点343千米处点火加速,由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道,在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是
A.飞船变轨前后的机械能相等 |
B.飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 |
C.飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度 |
D.飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度 |
2012年6月24日,航天员刘旺手动控制“神舟九号”飞船完成与“天宫一号”的交会对接,形成组合体绕地球做匀速圆周运动,轨道高度为340 km.。测控通信由两颗在地球同步轨道运行的“天链一号”中继卫星、陆基测控站、测量船,以及北京飞控中心完成.根据以上信息和你对航天相关知识的理解,下列描述正确的是( )
A.组合体匀速圆周运动的周期一定大于地球的自转周期。 |
B.组合体匀速圆周运动的线速度一定大于第一宇宙速度。 |
C.组合体匀速圆周运动的角速度大于“天链一号”中继卫星的角速度 |
D.“神舟九号”从低轨道必须加速才能与“天宫一号”的交会对接 |
2013年6月13日神舟十号与天官一号完成自动交会对接。可认为天宫一号绕地球做匀速圆周运动,对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气,则下面说法正确的是( )
A.如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢升高 |
B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加 |
C.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 |
D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用 |
某同学设想驾驶一辆“陆地-太空”两用汽车,沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时,它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力,已知地球的半径R=6400km。下列说法正确的是
A.汽车在地面上速度增加时,它对地面的压力增大 |
B.当汽车速度增加到7.9km/s时,将离开地面绕地球做圆周运动 |
C.此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h |
D.在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力 |
某人造卫星运动的轨道可近似看作是以地心为中心的圆。该卫星到地心的距离从r1慢慢减
小到r2,用v1、v2;EKl、EK2;T1、T2;a1、a2分别表示卫星在这两个轨道上的速度、动能、周期和向心加速度,则( )
A.v1 > v2 | B.EKl < E K2 | C.T1 > T2 | D.a1 < a2 |
2013年12月2日1时30分,我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星,12月6日17时47分顺利进入环月轨道.若该卫星在地球、月球表面的重力分别为G1、G2,已知地球半径为R1,月球半径为R2,地球表面处的重力加速度为g,则
A.月球表面处的重力加速度为 |
B.月球与地球的质量之比为 |
C.卫星沿近月球表面轨道上做匀速圆周运动的周期为 |
D.月球与地球的第一宇宙速度之比为 |
2013年12月2日1时30分,西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功将“嫦娥三号”探测器发射升空。卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经过P点时变轨进入距离月球表面100公里圆形轨道I,在轨道I上经过Q点时变轨进入椭圆轨道II,轨道II与月球相切于M点, “玉兔号”月球车将在M点着陆月球表面。
A.“嫦娥三号”在轨道I上的运动速度比月球的第一宇宙速度小 |
B.“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时大 |
C.“嫦娥三号”在轨道II上运动周期比在轨道I上短 |
D.“嫦娥三号”在轨道Ⅰ上经过Q点时的加速度小于在轨道Ⅱ上经过Q点时的加速度 |
2013年12月2日,嫦娥三号探月卫星沿地月转移轨道直奔月球,从环月圆轨道上的P点实施变轨进入椭圆轨道,再由近月点 Q开始进行动力下降,最后于2013年12月14日成功落月。假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时,只受到月球的万有引力。下列说法正确的是
A.若已知环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量,则可以计算出月球的密度 |
B.在环月段圆轨道上运行周期比在环月段椭圆轨道上的周期大 |
C.在环月段圆轨道上经过P点时开动发动机加速才能进入环月段椭圆轨道 |
D.沿环月段椭圆轨道运行时,在P点的加速度大于在Q点的加速度 |
我国未来将在月球地面上建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站.如图所示,关闭发动机的航天飞机A在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近,并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接.已知空间站绕月圆轨道的半径为r,周期为T,万有引力常量为G,月球的半径为R.下列说法错误的是( )
A.要使对接成功,飞机在接近B点时必须减速 |
B.航天飞机在图示位置正在加速向B运动 |
C.月球的质量为 |
D.月球的第一宇宙速度为 |
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