試卷征集
          加入會員
          操作視頻

          如圖所示,橫截面積為A、質量為m的柱狀飛行器沿半徑為R的圓形軌道在高空繞地球做無動力運行。將地球看作質量為M的均勻球體。萬有引力常量為G。
          (1)求飛行器在軌道半徑為R的高空繞地球做圓周運動的周期;
          (2)在飛行器運行軌道附近范圍內有密度為ρ(恒量)的稀薄空氣。稀薄空氣可看成是由彼此沒有相互作用的均勻小顆粒組成,所有小顆粒原來都靜止。假設每個小顆粒與飛行器碰撞后具有與飛行器相同的速度,且碰撞時間很短。頻繁碰撞會對飛行器產生持續阻力,飛行器的軌道高度會逐漸降低。觀察發現飛行器繞地球運行很多圈之后,其軌道高度下降了ΔH。由于ΔH?R,可將飛行器繞地球運動的每一圈運動均視為勻速圓周運動。已知當飛行器到地球球心距離為r時,飛行器與地球組成的系統具有的引力勢能Ep=-
          GM
          m
          r
          。請根據上述條件推導:
          ①飛行器在半徑為R軌道上運行時,所受空氣阻力大小F的表達式;
          ②飛行器由半徑為R的軌道下降ΔH的過程中,飛行器繞地球運動圈數n的表達式。

          【答案】(1)人造衛星在軌道半徑為r的高空繞地球做圓周運動的周期為2π
          R
          3
          GM

          (2)①衛星在半徑為r軌道上運行時,所受空氣阻力的大小為
          ρ
          AGM
          R
          ;
          ②衛星由半徑為r的軌道下降ΔH的過程中繞地球運動的圈數為
          m
          ΔH
          4
          πρ
          A
          R
          -
          ΔH
          R
          。
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/6/27 10:35:59組卷:115引用:4難度:0.3
          相似題
          • 1.2013年我國相繼完成“神十”與“天宮”對接,“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大工程.某航天愛好者提出“玉兔”回家的設想:如圖所示,將攜帶“玉兔”的返回系統由月球表面發射到h高度的軌道上,與在該軌道繞月球做圓周運動的飛船對接,然后由飛船送“玉兔”返回地球,已知“玉兔”質量為m,月球半徑為R,月球的質量為M,引力常量為G,以月球表面為零勢能面,“玉兔”在h高度的引力勢能可表示為Ep=
            GM
            mh
            R
            R
            +
            h
            ,忽略月球的自轉.求:
            (1)月球的第一宇宙速度;
            (2)從開始發射到對接完成,返回系統需要對“玉兔”做的功.

            發布:2025/1/11 8:0:2組卷:27引用:1難度:0.3
          • 2.我國已相繼完成“神十”與“天宮”對接、“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大航天工程.某航天愛好者提出“玉兔”回家的設想:如圖所示,將攜帶“玉兔”的返回系統由月球表面發射到h高度的軌道上,與在該軌道繞月球做圓周運動的飛船對接,然后由飛船送“玉兔”返回地球.設“玉兔”質量為m,月球半徑為R,月面的重力加速度為g.以月面為零勢能面,“玉兔”在h高度的引力勢能可表示為Ep=
            GM
            mh
            R
            R
            +
            h
            ,其中G為引力常量,M為月球質量.若忽略月球的自轉,從開始發射到對接完成需要對“玉兔”做的功為( ?。?/h2>

            發布:2025/1/11 8:0:2組卷:94引用:1難度:0.9
          • 3.2013年我國相繼完成“神十”與“天宮”對接、“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大航天工程。某航天愛好者提出“玉兔”回家的設想:如圖,將攜帶“玉兔”的返回系統由月球表面發射到h高度的軌道上,與在該軌道繞月球做圓周運動的飛船對接,然后由飛船送“玉兔”返回地球。設“玉兔”質量為m,月球半徑為R,月面的重力加速度為g.以月面為零勢能面?!坝裢谩痹趆高度的引力勢能可表示為EP=G
            M
            mh
            R
            R
            +
            h
            ,其中G為引力常量,M為月球質量,若忽略月球的自轉,從開始發射到對接完成需要對“玉兔”做的功為( ?。?/h2>

            發布:2025/1/11 8:0:2組卷:146引用:4難度:0.9
          APP開發者:深圳市菁優智慧教育股份有限公司| 應用名稱:菁優網 | 應用版本:5.0.7 |隱私協議|第三方SDK|用戶服務條款
          本網部分資源來源于會員上傳,除本網組織的資源外,版權歸原作者所有,如有侵犯版權,請立刻和本網聯系并提供證據,本網將在三個工作日內改正