一、选择题
1.“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行的过程中,发现A、B两颗均匀球形天体,两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星,测得两颗卫星的周期相等,以下判断正确的是( )
A.两颗卫星的线速度一定相等
B.天体A、B的质量一定不相等
C.天体A、B表面的重力加速度一定不相等
D.天体A、B的密度一定相等
解析:根据G=m=mr=ma得,v=、a=、M=,由于两行星的半径大小不知,故A、B、C错误;天体的密度ρ==,所以天体A、B的密度一定相等,D正确.
答案:D
2.地球赤道上有一物体随地球自转,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;在地球表面附近绕地球做圆周运动的人造卫星(高度忽略),所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球的同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;地球表面附近的重力加速度为g,第一宇宙速度为v,假设三者质量相等,则( )
A.F1=F2>F3 B.a1=a2=g>a3
C.v1=v2=v>v3 D.ω1=ω3<ω2
解析:地球同步卫星的运动周期与地球自转周期相同,角速度相同,即ω1=ω3,根据关系式v=ωr和a=ω2r可知,v1<v3,a1<a3;人造卫星和地球同步卫星都围绕地球转动,它们受到的地球的引力提供向心力,即G=mω2r==ma可得v= ,a=G,ω= ,可见,轨道半径大的线速度、向心加速度和角速度均小,即v2>v3,a2>a3,ω2>ω3;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)的线速度就是第一宇宙速度,即v2=v,其向心加速度等于重力加速度,即a2=g;所以v=v2>v3>v1,g=a2>a3>a1,ω2>ω3=ω1,又因为F=ma,所以F2>F3>F1;可见,选项A、B、C错误,D正确.
答案:D