问题 选择题

宇宙飞船以周期为T绕地球做圆周运动时,由于地球遮挡阳光,会经历“日全食”过程,如图所示.已知地球的半径为R,地球质量为M,引力常量为G,地球自转周期为T0.太阳光可看作平行光,宇航员在A点测出的张角为α,则(  )

A.飞船绕地球运动的线速度为

2πR
Tcos
α
2

B.一天内飞船经历“日全食”的次数为

T
T0

C.飞船每次“日全食”过程的时间为

αT0

D.飞船周期为T=

2πR
sin
α
2
R
GMsin
α
2

答案

A、飞船绕地球匀速圆周运动

∵线速度为v=

2πr
T

又由几何关系知sin

α
2
=
R
r

得:r=

R
sin
α
2

v=

2πR
Tsin
α
2
   故A错误;

B、地球自转一圈时间为To,飞船绕地球一圈时间为T,飞船绕一圈会有一次日全食,所以每过时间T就有一次日全食,得一天内飞船经历“日全食”的次数为:n=

T0
T

 故B不正确;

C、由几何关系,飞船每次“日全食”过程的时间内飞船转过α角,所需的时间为

t
T
=
α
,故C不正确;

D、万有引力提供向心力则:

GMm
r2
=
m4π2r
T2
,得:T=2π
r3
GM
=2πr
r
GM
=
2πR
sin
α
2
R
GMsin
α
2
.故D正确;

故选为:D.

单项选择题
单项选择题