3．2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙-2251”衛(wèi)星和美國“銥-33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞．這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件．碰撞過程中產(chǎn)生的大量碎片可能影響太空環(huán)境．假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說法中正確的是（　　）
A．甲的運(yùn)行周期一定比乙的長B．甲距地面的高度一定比乙的高
C．甲所需的向心力一定比乙的小D．甲的加速度一定比乙的大

分析 根據(jù)人造衛(wèi)星的萬有引力等于向心力，列式求出線速度、角速度、周期和向心力的表達(dá)式進(jìn)行討論即可．

解答 解：B、衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，有
F=F向
F=G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$
F向=m$\frac{{v}^{2}}{r}$=mω2r=m（$\frac{2π}{T}$）2r
因而
G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$=mω2r=m（$\frac{2π}{T}$）2r=ma
解得
v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$ ①
T=$\frac{2πr}{v}$=2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$ ②
a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$ ③
由于甲的運(yùn)行速率比乙的大，根據(jù)①式，可以知道甲的軌道半徑較小，故B錯誤；
A、由公式②可知甲的周期小故A錯誤；
C、由于未知兩碎片的質(zhì)量，無法判斷向心力的大小，故C錯誤；
D、碎片的加速度是指引力加速度，由③式，可知甲的加速度比乙大，故D正確；
故選：D

點(diǎn)評 解答該題關(guān)鍵抓住萬有引力提供向心力，列式求解出線速度、角速度、周期和向心力的表達(dá)式，再進(jìn)行討論；同時要注意衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑一一對應(yīng)．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

13．如圖甲所示，兩相同導(dǎo)熱氣缸A、B均被固定在水平地面上，兩活塞通過剛性桿連接為一個整體，活塞與兩氣缸間均無半摩擦．初始狀態(tài)時A、B氣缸中存在不同質(zhì)量的同種理想氣體，A氣缸中氣體的質(zhì)量只有B氣缸中氣體質(zhì)量的一半，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將兩氣缸以如圖乙所示方式放置后，系統(tǒng)再次達(dá)到平衡狀態(tài)．己知大氣壓強(qiáng)為P0，活塞截面積為S，活寨、氣缸、剛性桿的質(zhì)量均為$\frac{{p}_{0}S}{g}$，g為重力加速度．設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變，求甲、乙狀態(tài)時A、B氣缸中氣體的體積之比．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

14．如圖所示，豎直平面內(nèi)$\frac{1}{4}$光滑圓弧軌道半徑為R，等邊三角形ABC的邊長為L，頂點(diǎn)C恰好位于圓周最低點(diǎn)，CD是AB邊的中垂線．在A、B兩頂點(diǎn)上放置一對等量異種電荷．現(xiàn)把質(zhì)量為m帶電荷量為+Q的小球由圓弧的最高點(diǎn)M處靜止釋放，到最低點(diǎn)C時速度為v0．不計+Q對原電場的影響，取無窮遠(yuǎn)處為零電勢，靜電力常量為k，則（　�。�
A．小球在圓弧軌道上運(yùn)動過程機(jī)械能守恒
B．C點(diǎn)電勢比D點(diǎn)電勢高
C．M點(diǎn)電勢為$\frac{1}{2Q}$（mv02-2mgR）
D．小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)C處的壓力大小為mg+m$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{R}$+k$\frac{{Q}_{q}}{{L}^{2}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．如圖所示，磁場方向水平向右，矩形金屬框abcd置于勻強(qiáng)磁場中，其中ad和bc兩邊與磁感線平行，下列措施能使線框內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（　�。�
A．垂直紙面向外平移線框B．平行紙面向下平移線框
C．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動D．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．假設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，則（　�。�
A．同步衛(wèi)星的運(yùn)動速度是第一宇宙速度的$\frac{1}{n}$倍
B．同步衛(wèi)星的運(yùn)動速度是第一宇宙速度的$\sqrt{n}$倍
C．同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的$\frac{1}{{n}^{2}}$倍
D．同步衛(wèi)星的運(yùn)動速度是地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)速度的n2倍

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．下列關(guān)于電勢差與靜電力做功的說法中，正確的是（　�。�
A．電勢差的大小由靜電力在兩點(diǎn)間移動電荷做的功和電荷的電荷量決定
B．靜電力在兩點(diǎn)間移動電荷做功的多少由兩點(diǎn)間的電勢差和該電荷的電荷量決定
C．電勢差是矢量，靜電力做的功是標(biāo)量
D．電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于靜電力做功后電荷的電勢能減小量

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

15．某同學(xué)用如圖所示裝置來驗(yàn)證動量守恒定律，相應(yīng)的操作步驟如下：
A．將斜槽固定在桌面上，使斜槽末端保持水平，并用“懸掛重錘”的方法在水平地面上標(biāo)定斜槽末端正下方的O點(diǎn)．
B．取入射小球a，使之自斜槽上某點(diǎn)靜止釋放，并記下小球a的落地點(diǎn)P1；
C．取被碰小球b，使之靜止于斜槽末端，然后讓小球a自斜槽上同一點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動至斜槽末端與小球b發(fā)生碰撞，并記下小球a的落地點(diǎn)M和小球b的落地點(diǎn)N；
D．測量有關(guān)物理量，并利用所測出的物理量做相應(yīng)的計算，以驗(yàn)證a、b兩小球在碰撞過程中所遵從的動量守恒定律．
（1）在下列給出的物理量中，本實(shí)驗(yàn)必須測量的有①④（填寫選項的序號）．
①小球a的質(zhì)量m1和小球b的質(zhì)量m2；
②小球a在斜槽上的釋放點(diǎn)距斜槽末端的豎直高度h；
③斜槽末端距水平地面的豎直高度H；
④斜槽末端正下方的O點(diǎn)距兩小球落地點(diǎn)P、M、N的水平距離OP、OM、ON；
⑤小球a自斜槽上某點(diǎn)處由靜止釋放直至離開斜槽末端所經(jīng)歷的時間t0；
⑥小球a、b自離開斜槽末端直至落地經(jīng)歷的時間t．
（2）步驟C和步驟B中小球a的釋放點(diǎn)相同的原因保證小球做平拋運(yùn)動的初速度相等；步驟B和步驟C中選取入射小球a的質(zhì)量m1和被碰小球b的質(zhì)量m2間的關(guān)系應(yīng)該為m1＞m2（填“＞”或“＜”）．
（3）實(shí)驗(yàn)中所測量的物理量之間滿足關(guān)系式m1OP=m1OM+m2ON，就可證實(shí)兩小球在碰撞過程中遵從動量守恒定律．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．下列說法中，正確的是（　�。�
A．點(diǎn)電荷就是體積很小的帶電體
B．點(diǎn)電荷是理想化模型，實(shí)際上不存在
C．點(diǎn)電荷就是體積和帶電荷量都很小的帶電體
D．根據(jù)公式F=k$\frac{{Q}_{1}{Q}_{2}}{{r}^{2}}$，當(dāng)r→0時，F(xiàn)→∞

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

13．如圖所示，一彎曲的細(xì)圓桿固定在水平面內(nèi)，其中桿的AB段為半徑R=0.3m的$\frac{1}{6}$圓弧形，桿的MA、BN部分筆直，一質(zhì)量為m=0.3kg的圓環(huán)（內(nèi)徑略大于桿的直徑）套在桿上、以速度v0=2m/s沿桿從M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動，已知圓環(huán)與桿的MB段摩擦可略，g取10m/s2．
（1）求圓環(huán)對AB段的壓力大小FN；
（2）如果圓環(huán)與BN段的摩擦因數(shù)為μ=0.4，求圓環(huán)在BN段滑行的最大距離l．

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同步練習(xí)冊答案