《航天器中的失重现象》航天器中的失重现象 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《航天器中的失重现象》航天器中的失重现象

1单选题

人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动，下面说法正确的是（　　）

A
卫星内的物体失重，卫星本身没失重
B
卫星内的物体不再受地球引力作用
C
卫星内物体仍受地球引力作用
D
卫星内的物体没有地球引力作用而有向心力作用

题目答案

C

答案解析

分析：

人造卫星和内部物体做匀速圆周运动，处于完全失重状态，地球对它们的万有引力提供向心力．

解答：

解：人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动，地球对卫星和卫星内的物体都有引力，引力完全用来提供卫星和卫星内的物体做圆周运动的向心力，故卫星和卫星内的物体都处于失重状态．故ABD都错，C正确．

故选：C．

点评：

本题考查了人造地球卫星的向心力和所处的运动状态，属于基础性问题．

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2多选题

(多选)随着地球资源的日益匮乏和环境的日益恶劣，人类设想在地球远地轨道上建立一个未来的圆环形太空城．远远看去，好像一个巨大的车轮，圆环形的直径为D，“轮胎”是一个空心的大圆环，其内部直径为d(D＞＞d)，是太空城的生活区． 同时，太空城还绕着自己的中心轴慢慢旋转，利用旋转时产生的离心效应而制造出人造重力，生活在其中的人类就有脚踏实地的感觉．已知地球半径R，表面重力加速度为g，地球自转周期为T，空间站轨道半径r．下列说法中正确的

是(　　)

A
太空城中的“地面”在图示的下表面
B
当太空城稳定地转动时，若在“生活区”上空某处静止释放一个物体，让太空城里的你来观察，你会观察到物体沿径向垂直太空城外边缘加速下落
C
若太空城的转速刚能提供和地球表面的实际重力加速度效果相同的人造“重力”，那么太空城自转的角速度为$\sqrt {}$
D
若忽略太空城的自转，则太空城的绕地球转动的周期为$\sqrt {}$

题目答案

BC

答案解析

分析：

太空城还绕着自己的中心轴慢慢旋转，向心力指向圆心，在“生活区”上空某处静止释放一个物体，运动情况类似于地球上的自由落体运动，根据太空城表面重力提供向心力求解角速度，根据开普勒第三定律求解太空城的绕地球转动的周期．

解答：

解：A、太空城还绕着自己的中心轴慢慢旋转，向心力指向圆心，生活在其中的人类就有脚踏实地的感觉，所以太空城中的“地面”在图示的侧表面，故A错误；

B、在“生活区”上空某处静止释放一个物体，运动情况类似于地球上的自由落体运动，故B正确；

C、根据太空城表面重力提供向心力得：

mω_$\frac {D}{2}$=mg，

解得：ω=$\sqrt {}$，故C正确；

D、根据题目中的条件无法求解太空城的绕地球转动的周期，故D错误．

故选：BC

点评：

本题是一道科学探索题，题目新颖，要求同学们能根据题目得出有用信息，能把太空城与地球联系起来，类比研究，难度适中．

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3单选题

在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A静止(相对空间舱)“站”于舱内朝向地球一侧的“地面”B上，如图所示，下列说法正确的是(　　)

A
宇航员A处于平衡状态
B
宇航员A所受地球引力与他在地面上所受重力相等
C
宇航员A与“地面”B之间无弹力作用
D
若宇航员A将手中一小球无初速(相对于空间舱)释放，该小球将落到“地面”

题目答案

C

答案解析

分析：

国际空间站绕地球做匀速圆周运动，宇航员受力不平衡．根据万有引力定律分析引力与地面重力的关系．国际空间站处于完全失重状态．靠地球的万有引力提供向心力，做圆周运动．

解答：

解：A、宇航员随国际空间站绕地球做匀速圆周运动，处于非平衡状态．故A错误．

B、宇航员A所受地球引力近似于他所在处的重力，根据万有引力定律F=G$\frac {Mm}{r}$，可知，宇航员A所受地球引力小于他在地面上所受的重力．故B错误．

C、国际空间站处于完全失重状态，则宇航员A与“地面”B之间无弹力作用．故C正确．

D、宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球受地球的万有引力提供向心力，做圆周运动．故D错误．

故选C

点评：

解决本题的关键是理解宇宙员处于完全失重状态，靠地球的万有引力提供向心力，做圆周运动．

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4单选题

人造地球卫星中的物体处于失重状态，是指物体（　　）

A
不受地球引力的作用
B
受到的合力为零
C
对支持它的物体没有压力
D
地球的吸引力和向心力平衡

题目答案

C

答案解析

分析：

人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，其内部物体的重力提供了物体做圆周运动所需要的向心力．

解答：

解：A、处于完全失重状态的物体依然受地球的引力，此力提供向心力，故A错误；

B、D、处于完全失重状态物体，其向心加速度为g，而不为零，受到的合力不为零，也不能说地球的吸引力和向心力平衡．故B错误，D错误；

C、处于完全矢重状态的物体对与之接触的物体无力的作用，故C正确

故选：C．

点评：

本题主要考查了对超重失重现象的理解，处于超重或失重状态时，物体的重力并没变，只是对支持物的压力变了

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5单选题

2013年6月20日，航天员王亚平进行了太空授课，她用天宫一号上的质量测量仪现身说教．航天员聂海胜把自己固定在支架一端，王亚平轻轻拉开支架然后把手松开，支架便在弹簧的作用下回复原位．LED显示器上显示聂海胜的质量是74kg．此次测质量的原理你认为是利用了（　　）

A
二力平衡
B
牛顿第二定律
C
能量守恒定律
D
惯性

题目答案

B

答案解析

分析：

质量测量仪上的弹簧能够产生一个恒定的力F，同时用光栅测速装置测量出支架复位的速度v和时间t，根据加速度的定义式求出时间，再根据牛顿第二定律求出质量．

解答：

解：天宫中的质量测量仪，应用的物理学原理是牛顿第二运动定律：F(力)=m(质量)×a(加速度)．质量测量仪上的弹簧能够产生一个恒定的力F，同时用光栅测速装置测量出支架复位的速度v和时间t，计算出加速度a=$\frac {△v}{△t}$，再根据牛顿第二定律就能够计算出物体的质量．

故选：B

点评：

本题主要考查了天宫中的质量测量仪的原理，知道牛顿第二运动定律：F(力)=m(质量)×a(加速度)，难度不大，属于基础题．

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