我国发射的神州五号载人宇宙飞船的周期约为90min,如果把它绕地球的运动看做是匀速圆周运动,飞船的运动和人造地球同步卫星的运动相比,假设它们质量相等,下列判断中正确的是( )A. 飞船受到的向心力大于同步卫星受到的向心力B. 飞船的动能小于同步卫星的动能C. 飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径D. 发射飞船过程需要的能量小于小于发射同步卫星过程需要的能量
问题描述:
我国发射的神州五号载人宇宙飞船的周期约为90min,如果把它绕地球的运动看做是匀速圆周运动,飞船的运动和人造地球同步卫星的运动相比,假设它们质量相等,下列判断中正确的是( )
A. 飞船受到的向心力大于同步卫星受到的向心力
B. 飞船的动能小于同步卫星的动能
C. 飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径
D. 发射飞船过程需要的能量小于小于发射同步卫星过程需要的能量
答
根据万有引力提供向心力得出:
=mGMm r2
=ma=mr(v2 r
)2得2π T
A、T=2π
,神州五号载人宇宙飞船的周期约为90min.同步卫星周期24h,所以飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径.
r3 GM
F=
,所以飞船受到的向心力大于同步卫星受到的向心力.故A正确,C错误GMm r2
B、v=
,飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,所以飞船的运行速度大于同步卫星的运行速度.所以飞船的动能大于同步卫星的动能,故B错误
GM r
D、越往高轨道发射卫星需要的能量越大,所以发射飞船过程需要的能量小于发射同步卫星过程需要的能量.故D正确
故选AD.
答案解析:研究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、角速度、周期、加速度等物理量.根据轨道半径的关系判断各物理量的大小关系.
考试点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.
知识点: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,在进行比较.向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量选取应用.