15.如圖所示,a為放在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動的物體,b為處于地面附近近地軌道上的衛(wèi)星,c是地球同步衛(wèi)星,d是高空探測衛(wèi)星,若a、b、c、d的質(zhì)量相同,地球表面附近的重力加速度為g.則下列說法正確的是( 。
A.a和b的向心加速度都等于重力加速度g
B.b的角速度最大
C.c距離地面的高度不是一確定值
D.d是三顆衛(wèi)星中動能最小,機(jī)械能最大的

分析 同步衛(wèi)星的周期、角速度與地球自轉(zhuǎn)周期、角速度相等,同步衛(wèi)星的軌道半徑是確定的;衛(wèi)星做圓周運動萬有引力提供向心力,應(yīng)用萬有引力公式與牛頓第二定律求出周期、角速度、向心加速度,然后分析答題.

解答 解:A、同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同,角速度相同,則知a與c的角速度相同,根據(jù)a=ω2r知,c的向心加速度大.由牛頓第二定律得:$\frac{GMm}{{r}^{2}}$=ma,解得:a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$,衛(wèi)星的軌道半徑越大,向心加速度越小,則同步衛(wèi)星的向心加速度小于b的向心加速度,而b的向心加速度約為g,故知a的向心加速度小于重力加速度g,故A錯誤;
B、萬有引力提供向心力,由牛頓第二定律得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=mω2r,解得:ω=$\sqrt{\frac{GM}{{r}^{3}}}$,由于rb<rc<rd,則ωb>ωc>ωd,a與c的角速度相等,則b的角速度最大,故B正確;
C、c是同步衛(wèi)星,同步衛(wèi)星相對地面靜止,c的軌道半徑是一定的,c距離地面的是一確定值,故C錯誤;
D、衛(wèi)星做圓周運動萬有引力提供向心力,由牛頓第二定律得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,衛(wèi)星的動能:EK=$\frac{GMm}{2r}$,三顆衛(wèi)星中d的軌道半徑最大,則d的動能最小,以無窮遠(yuǎn)處為零勢能面,機(jī)械能:E=EK+EP=$\frac{GMm}{2r}$-$\frac{GMm}{r}$=-$\frac{GMm}{2r}$,d的軌道半徑最大,d的機(jī)械能最大,故D正確;
故選:BD.

點評 對于衛(wèi)星問題,要建立物理模型,根據(jù)萬有引力提供向心力,分析各量之間的關(guān)系,并且要知道同步衛(wèi)星的條件和特點.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中,下列做法中錯誤的是( 。
A.實驗時,先接通打點計時器電源,再放開小車
B.小車運動的加速度可由牛頓第二定律直接求出
C.平衡摩擦力時,裝砝碼的砝碼盤不能用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
D.本實驗采用的實驗方法是控制變量法

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

6.如圖所示,AC為光滑的水平桌面,輕彈簧的一端固定在A端的豎直墻壁上.質(zhì)量m=1kg的小物塊將彈簧的另一端壓縮到B點,之后由靜止釋放,離開彈簧后從C點水平飛出,恰好從D點以vD=$\sqrt{10}$m/s的速度沿切線方向進(jìn)入豎直面內(nèi)的光滑圓弧軌道DEF(小物體與軌道間無碰撞).O為圓弧軌道的圓心,E為圓弧軌道的最低點,圓弧軌道的半徑R=1m,∠DOE=60°,∠EOF=37°.小物塊運動到F點后,沖上足夠長的斜面FG,斜面FG與圓軌道相切于F點,小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2.不計空氣阻力.求:
(1)彈簧最初具有的彈性勢能;
(2)小物塊第一次到達(dá)圓弧軌道的E點時對圓弧軌道的壓力大小;
(3)判斷小物塊沿斜面FG第一次返回圓弧軌道后能否回到圓弧軌道的D點?若能,求解小物塊回到D點的速度;若不能,求解經(jīng)過足夠長的時間后小物塊通過圓弧軌道最低點E的速度大。

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.關(guān)于某一物體的動能的下列說法正確的是 (  )
A.如果物體的動能有變化,其速度也一定變化
B.如果物體的速度有變化,其動能也一定變化
C.如果合外力對物體做負(fù)功,其動能就一定減小
D.如果物體的動能沒有變化,其速度也一定不變

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.如圖所示,在豎直平面內(nèi),直徑為R的光滑半圓軌道和半徑為R的光滑四分之一圓軌道水平相切于最低點A,一個質(zhì)量為m可視為質(zhì)點的小球,從A點沿切線向左以某一初速度進(jìn)入半圓軌道,恰好能通過半圓軌道的最高點M,然后,落在四分之一圓軌道上的N點,不計空氣阻力,重力加速度為g,則下列說法中正確的是( 。
A.小球運動到M點時的加速度為gB.M點與N點間的高度差為$\frac{(\sqrt{5}-1)R}{2}$
C.小球的初速度大小為$\sqrt{\frac{2}{5}gR}$D.小球到達(dá)N點時的動能為$\frac{(2\sqrt{5}+1)}{4}$mgR

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.以下對平拋運動的一些認(rèn)識中,正確的是( 。
A.在同一位置水平拋出的物體,初速越大者著地前在空中運動的時間越長
B.以同一初速拋出的物體,拋出點越高者著地速度越大
C.平拋運動的物體,在空中任意兩個連續(xù)相等時間內(nèi),豎直方向位移之差恒相等
D.平拋運動的物體,在空中任意兩個相等的時間內(nèi),速度的變化量恒相等

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.下列關(guān)于電場線的說法中正確的是( 。
A.電場線是電場中實際存在的線
B.電場線上任一點的切線方向就是正電荷在該點的加速度方向
C.電場線彎曲的地方是非勻強(qiáng)電場,電場線為直線的地方是勻強(qiáng)電場
D.只要初速度為零,正電荷必將在電場中沿電場線運動

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

4.在做“用油膜法估測分子直徑的大小”的實驗中,實驗簡要步驟如下:
A.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)(不足半個的舍去,多于半個的算一個),再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積S.
B.將一滴酒精油酸溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放 在淺盤上,用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上.
C.用淺盤裝入約2cm深的水,然后用痱子粉或石膏粉均勻地灑在水面上.
D.用公式d=V/S求出薄膜厚度,即油酸分子的大小.
E.用注射器或滴管將事先配置好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù).根據(jù)酒精油酸溶液的濃度,算出一滴溶液中純油酸的體積V.
(1)上述實驗步驟的合理順序是ECBAD.
(2)若實驗中,油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中含有6mL油酸,用注射器量得1mL上述溶液中有50滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤中,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板蓋在淺盤上,在玻璃板上描出油酸膜的輪廓,隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上,其形狀如圖所示,坐標(biāo)中正方形小方格的邊長為20mm.求:
①油酸膜的面積是2.24×10-2 m2
②每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是1.2×10-11m3
③根據(jù)上述數(shù)據(jù),估測出油酸分子的直徑是5×10-10m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.一帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場方向射入磁場,運動過程中只受到洛侖磁力的作用.下列說法正確的是( 。
A.粒子的速度不變B.粒子的動能不變
C.粒子的加速度不變D.粒子的運動方向不變

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同步練習(xí)冊答案