高中 | 研究天体运动规律 题目答案及解析

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必修2

第六章 万有引力与航天

6.4 万有引力理论的成就

研究天体运动规律

$2021$$4$$29$日,我国天宫空间站的“天和”核心舱发射成功,核心舱的运行轨道距地面高度为$340\sim450\;\rm km$,则核心舱$(\qquad)$

["

运行速度大于第一宇宙速度

","

发射速度大于第一宇宙速度

","

运行周期大于地球自转周期

","

运行加速度大于地面的重力加速度

"]
[["B"]]

$\rm A$.根据$G\dfrac{Mm}{r^{2}}=m\dfrac{v^{2}}{r}$

解得$v=\sqrt{\dfrac{GM}{r}}$

核心舱的运行轨道距地面高度为$340\sim450\;\rm km$,即轨道半径大于地球半径,运行速度小于第一宇宙速度,$\rm A$错误;

$\rm B$.物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度,在地面附近发射飞行器,如果速度等于$7.9\;\rm km/s$,飞行器恰好做匀速圆周运动。而发射越高,克服地球引力做功越大,需要的初动能也越大,故发射速度大于第一宇宙速度,$\rm B$正确;

$\rm C$.根据$G\dfrac{Mm}{r^{2}}=m\dfrac{4\pi^{2}}{T^{2}}r$

解得$T=\sqrt{\dfrac{4\pi^{2}r^{3}}{GM}}$

核心舱的运行轨道距地面高度为$340\sim450\;\rm km$,即轨道半径小于地球静止卫星的轨道半径,运行周期小于地球静止卫星,静止卫星的周期和地球自转周期相等,运行周期小于地球自转周期,$\rm C$错误;

$\rm D$.根据$G\dfrac{Mm}{r^{2}}=ma$

解得$a=\dfrac{GM}{r^{2}}$

地面上的物体$G\dfrac{Mm}{R^{2}}=mg$

解得$g=\dfrac{GM}{R^{2}}$

核心舱的运行轨道距地面高度为$340\sim450\;\rm km$,即轨道半径大于地球半径,运行加速度小于地面的重力加速度,$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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