经典力学的局限性
A级 抓基础
1.关于宇宙速度的说法,正确的是( )
A.第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大环绕速度
B.第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度
C.人造地球卫星运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
D.第三宇宙速度是物体逃离地球的最小速度
解析:第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度,同时也是人造地球卫星的最大环绕速度,故A正确,B、C错误;第二宇宙速度是物体逃离地球的最小速度,D错误.
答案:A
2.(多选)牛顿的经典力学能很好地解释下列哪些现象( )
A.高速公路上行驶的汽车
B.空气中下落的雨滴
C.原子核外电子绕核的转动
D.空气中漂浮的肥皂泡
解析:经典力学只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界.高速公路上行驶的汽车、空气中下落的雨滴、空气中漂浮的肥皂泡都属于宏观、低速范畴,经典力学适用;原子核外电子绕核的转动属于微观现象,经典力学不适用.
答案:ABD
3.(2019·海南卷)2019年5月,我国第45颗北斗卫星发射成功.已知该卫星轨道距地面的高度约为36 000 km,是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右,则( )
A.该卫星的速率比“天宫二号”的大
B.该卫星的周期比“天宫二号”的大
C.该卫星的角速度比“天宫二号”的大
D.该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大
解析:根据G=mrω2=mr=m=ma,解得v=,T=2π ,ω= ,a=,因北斗卫星的运转半径大于“天宫二号”的轨道半径,可知该卫星的速率比“天宫二号”的小;该卫星的周期比“天宫二号”的大;该卫星的角速度比“天宫二号”的小;该卫星的向心加速度比“天宫二号”的小;故选项B正确,A、C、D错误.
答案:B
4.(2019·浙江卷)某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止).则此卫星的( )
A.线速度大于第一宇宙速度
B.周期小于同步卫星的周期
C.角速度大于月球绕地球运行的角速度
D.向心加速度大于地面的重力加速度
解析:第一宇宙速度是所有绕地球运行的卫星的最大速度,则此卫星的线速度小于第一宇宙速度,选项A错误;卫星属于地球静止轨道卫星,即为地球的同步卫星,选项B错误;根据ω=可知,因此卫星做圆周运动的半径远小于月球绕地球做圆周运动的半径,可知角速度大于月球绕地球运行的角速度,选项C正确;根据a=可知,向心加速度小于地面的重力加速度,选项D错误.
答案:C
5.研究表明,3亿年前地球自转的周期约为22小时.这表明地球的自转在减慢,假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,则未来( )
A.近地卫星的运行速度比现在的小
B.近地卫星的向心加速度比现在的小
C.地球同步卫星的线速度比现在的大
D.地球同步卫星的向心加速度比现在的小
解析:设卫星的质量为m,轨道半径为r,地球的质量为M,则有G=m=m=mω2r=ma向,得卫星的运动周期为T=2π ,线速度为v= ,角速度为ω=,向心加速度a向=,由题意知,近地卫星的运行半径不变,所以运行速度不变,向心加速度也不变,故A、B错误;若地球自转在减慢,则同步卫星的周期变大,则知其轨道半径r增大,线速度v减小,角速度ω减小,向心加速度a向减小,故C错误,D正确.
答案:D