问题 多选题

火星有两颗卫星,分别是火卫I和火卫II,它们的轨道近似为圆,已知火卫I的周期为7小时39分,火卫II的周期为30小时18分,则两颗卫星相比(  )

A.火卫II距火星表面较近

B.火卫II的角速度大

C.火卫I的运动速度较大

D.火卫I的向心加速度较大

答案

卫星绕火星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、火星质量为M,有

F=F

F=G

Mm
r2

F=m

v2
r
=mω2r=m(
T
2r

因而

G

Mm
r2
=m
v2
r
=mω2r=m(
T
2r=ma

解得

v=

GM
r

T=2π

r3
GM

ω=

GM
r3

a=

GM
r2

由于火卫二周期较大,根据②式,其轨道半径较大,再结合①③④式,可知火卫二的线速度较小、角速度较小、加速度较小;

故选CD.

单项选择题
名词解释