1、曲线运动规律与宇宙航行(建议用时:15分钟)1(2019高考全国卷)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火,它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金R地a地a火 Ba火a地a金Cv地v火v金Dv火v地v金解析:选A。金星、地球和火星绕太阳公转时万有引力提供向心力,则有Gma,解得aG,结合题中R金R地a地a火,A正确,B错误;同理,有Gm,解得v,再结合题中R金R地v地v火,C、D均错误。2(2020重庆市六校4月联合诊断)中国是第五个独立完成卫星发射的国家,已经进入了世界航天强国的列队。已知我国发射的A、B两颗绕
2、地球做匀速圆周运动的人造卫星,轨道半径之比为13,且两者动能相等,则下列说法正确的是()AA、B卫星的运行周期之比是3BA、B卫星的运行向心加速度大小之比是31CA、B卫星所受到的万有引力大小之比是31DA、B两颗卫星的发射速度都大于11.2 km/s解析:选C。由公式Gmr,得T2,则,故A错误;由公式Gma,得a,则,故B错误;由于两卫星动能相等即Ekmv2,则有m,由公式Gm,得v,由万有引力定律得FGma,可知93,故C正确;A、B两颗卫星是绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,则两颗卫星的发射速度都小于11.2 km/s,故D错误。3. (2020成都市第二次诊断)如图所示,A代表一个静止
3、在地球赤道上的物体,B代表一颗绕地心做匀速圆周运动的近地卫星,C代表一颗地球同步轨道卫星。关于A、B、C绕地心运动的说法正确的是()A运行速度最大的一定是BB运行周期最长的一定是BC向心加速度最小的一定是CD受到万有引力最小的一定是A解析:选A。因A、C的角速度相同,则由vr可知,vCvA;对B、C卫星,由v可知,vBvC,可知vBvC vA,A正确;因A、C周期相同,而对B、C卫星,根据T2 可知,C的周期大于B,可知运行周期最长的是A、C,B错误;因A、C的角速度相同,则由a2r可知,aCaA;对B、C卫星,由a可知,aBaC,可知aBaC aA,向心加速度最小的一定是A,C错误;三个物体
4、的质量关系不确定,不能比较受到万有引力的关系,D错误。4. (多选)(2020青岛市5月统一质量检测)卫星绕某行星做匀速圆周运动的加速度为a,卫星的轨道半径为r,a的关系图象如图所示,图中b为图线纵坐标的最大值,图线的斜率为k,该行星的自转周期为T0,引力常量为G,下列说法正确的是()A行星的质量为B行星的半径为C行星的第一宇宙速度为D该行星同步卫星的轨道半径为 解析:选AD。卫星绕行星做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,则有ma,得aGM,图线斜率为kGM,则行星的质量为M,故A正确;加速度最大即卫星运行轨道半径约等于行星半径,则有bGM,解得R,故B错误;行星的第一宇宙速度为v1,故C错
5、误;由公式mr,得r,故D正确。5. (2020佛山市上学期调研)如图,虚线为大气层边界,太空飞行返回器从a点无动力滑入大气层,然后从c点“跳”出,再从e点“跃”入,实现多次减速,可避免损坏返回器。d点为轨迹最高点,离地心的距离为r,返回器在d点时的速度大小为v,地球质量为M,引力常量为G。则返回器()A在b点处于失重状态B在a、c、e点时的动能相等C在d点时的加速度大小为D在d点时的速度大小v 解析:选C。b点处的加速度方向背离地心,应处于超重状态,故A错误;由a到c由于空气阻力做负功,动能减小,由c到e过程中只有万有引力做功,机械能守恒,a、c、e点时速度大小应该满足vavcve,故动能不
6、相等,故B错误;在d点时合力等于万有引力,即mad,故加速度大小ad,故C正确;在d点时万有引力大于所需的向心力,做近心运动,故速度大小v ,故D错误。6. 如图,在一固定在水平地面上A点的半径为R的球体顶端放一质量为m的物块,现给物块一水平初速度v0,则()A若v0,则物块落地点距离A点为 RB若球面是粗糙的,当v0时,物块一定会沿球面下滑一段,再斜抛离开球面C若v0,则物块落地点离A点为RD若v0,则物块落地点离A点至少为2R解析:选D。若v0,物块将离开球面做平抛运动,由y2R、xv0t,得x2R,A错误,D正确;若v0,物块将沿球面下滑,若摩擦力足够大,则物块可能下滑一段后停在球面上某
7、位置,若摩擦力较小,物块将在球心上方球面上某处离开,向下做斜抛运动,落地点到A点距离大于R,B、C错误。7(多选)如图所示,一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一P点,飞镖抛出时与P点等高,且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘绕经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度为g,若飞镖恰好击中P点,则()A飞镖击中P点所需的时间为B圆盘的半径可能为C圆盘转动角速度的最小值为DP点随圆盘转动的线速度可能为解析:选AD。飞镖水平抛出做平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,因此t,A正确;飞镖击中P点时,P点恰好在圆盘最下方,则2rgt2,解得圆盘的半径r,B错误;飞镖击中P点,则P点转过的角度满足t2k(k0,1,2,),故,则圆盘转动角速度的最小值为,C错误;P点随圆盘转动的线速度为vr,当k2时,v,D正确。