（10分）某同学是一位航天科技爱好者，当他从新闻中得知，中国航天科技集团公司将在2010年底为青少年发射第一颗科学实验卫星——“希望一号”卫星（代号XW-1）时

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（10分）某同学是一位航天科技爱好者，当他从新闻中得知，中国航天科技集团公司将在2010年底为青少年发射第一颗科学实验卫星——“希望一号”卫星（代号XW-1）时，他立刻从网上搜索有关“希望一号”卫星的信息，其中一份资料中给出该卫星运行周期10.9min。他根据所学知识计算出绕地卫星的周期不可能小于83min，从而断定此数据有误。
已知地球的半径R=6.4×10⁶m，地球表面的重力加速度g=10m/s²。请你通过计算说明为什么发射一颗周期小于83min的绕地球运行的人造地球卫星是不可能的。

答案

证明如下

解析

试题分析：设地球质量为M，航天器质量为m，航天器绕地球运行的轨道半径为r、周期为T，
根据万有引力定律和牛顿运动定律有

2分
解得

1分
由上式可知，轨道半径越小，周期越小。因此，卫星贴地飞行（r=R）的周期最小，
设为T_min，则

2分
质量为m的物体在地球表面上所受重力近似等于万有引力，
即

因此有

1分
联立解得：

1分

举一反三

2012年10月25日，我国第16颗北斗导航卫星升空，北斗卫星导航系统是继美GPS和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。这些卫星中含有地球轨道卫星、地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星，其中地球静止轨道卫星是位于赤道上空的同步卫星，倾斜地球同步轨道卫星的轨道平面与赤道平面有一定的夹角，其周期与地球自转周期相同。这些卫星的轨道均可看做圆。以下关于倾斜地球同步轨道卫星的说法正确的是

A．如果它受到意外撞击速度变小，其轨道将变大

B．它的运行速度比第一宇宙速度大

C．它的向心加速度大小和位于赤道上空的同步卫星的向心加速度大小相等

D．若倾斜角度适当，该卫星可以始终位于河南郑州的正上方

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假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，不考虑地球自转的影响，距离地球球心为r处的重力加速度大小可能为如下图像中的哪一个

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2010年10月1日，继 “嫦娥一号” 卫星成功发射之后， “嫦娥二号”卫星再次发射成功．这是我国航天史上的另一重要成果。“嫦娥二号”发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨，最终进入距月面h =" 100" km的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动. 设月球半径为R，月球表面的重力加速度为

，万有引力常量为G，则下列说法正确的

A．嫦娥二号绕月球运行的周期为

B．由题目条件可知月球的平均密度为

C．嫦娥二号在轨道上绕行的线速度为

D．嫦娥二号轨道处的加速度为

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地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，已知其轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g。根据题目提供的已知条件，不能估算出的物理量有（）

A．地球的质量	B．同步卫星的质量
C．地球的平均密度	D．同步卫星离地面的高度

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一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上，宇宙飞船上备有以下实验仪器：

A．弹簧测力计一个

B．精确秒表一只

C．天平一台（附砝码一套）

D．物体一个

为测定该行星的质量M，宇航员在绕行及着陆后各进行一次测量，依据测量数据可以求出M（已知万有引力常量为G）。
（1）绕行时测量所用的仪器为_________（用仪器的字母序号表示），所测物理量为________。
（2）着陆后测量所用的仪器为________，所测物理量为___________，用测量数据求该行星质量M=____________。

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