稿件来源:高途
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必修2
第六章 万有引力与航天
6.4 万有引力理论的成就
研究天体运动规律
$2022$年$7$月$14$日下午,长征五号$B$火箭成功将我国空间站的首个实验舱“问天”实验舱送入太空与天和核心舱进行对接,随后神舟十四号乘组顺利进入问天实验舱,开启了太空实验的新阶段。如图所示,已知空间站在距地球表面高约$400\;\rm km$的近地轨道上做匀速圆周运动,地球半径约为$6400\;\rm km$,万有引力常量为$G$。则下列说法正确的是$(\qquad)$
空间站绕地球运行的周期大于$24\\;\\rm h$
","“问天”实验舱需先进入核心舱轨道,再加速追上核心舱完成对接
","若已知空间站的运行周期则可以计算出地球的质量
","空间站在轨运行速度大于地球第一宇宙速度
"]$\rm A$、卫星绕地球做匀速圆周运动时,根据$G\dfrac{Mm}{r^{2}} = m\dfrac{4\pi^{2}}{T^{2}}r$,可得$T = \sqrt{\dfrac{4\pi^{2}r^{3}}{GM}}$,因空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径,所以空间站绕地球运行的周期小于地球同步卫星运行的周期$24h$,故$\rm A$错误;
$\rm B$、航天员乘坐的“问天”实验舱需先进入比天和核心舱低的轨道,再加速追上天和核心舱完成对接,故$\rm B$错误;
$\rm C$、由$G\dfrac{Mm}{r^{2}} = m\dfrac{4\pi^{2}}{T^{2}}r$,可得$M = \dfrac{4\pi^{2}r^{3}}{GT^{2}}$,已知地球的半径,空间站的轨道高度,即可求出空间站的轨道半径$r$,又已知空间站的运行周期$T$,可以计算出地球的质量$M$,故$\rm C$正确;
$\rm D$、第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动的卫星的最大运行速度,所以空间站在轨运行速度小于$7.9\;\rm km/s$,故$\rm D$错误。
故选:$\rm C$。
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