问题 选择题

假设地球的卫星1和月球的卫星2,分别绕地球和月球做匀速圆周运动,如图所示,两颗卫星2的轨道半径相同.已知地球的质量大于月球的质量,两颗卫星相比较,下列说法中正确的是(  )

A.卫星1的向心加速度较小

B.卫星1的动能较大

C.卫星1的周期较小

D.若卫星1是地球的同步卫星,则它的质量一定

答案

根据人造卫星的万有引力等于向心力得:

GMm
r2
=m
v2
r
=
m•4π2r
T2
=ma

得:v=

GM
r
,T=2π
r3
GM
,a=
GM
r2

A、a=

GM
r2

两颗卫星的轨道半径相同.已知地球的质量大于月球的质量,所以卫星1的向心加速度较大,故A错误

B、v=

GM
r
,两颗卫星的轨道半径相同.已知地球的质量大于月球的质量,所以卫星1的线速度较大,

由于两颗卫星质量关系不知道,所以无法判断动能关系,故B错误

C、T=2π

r3
GM

两颗卫星的轨道半径相同.已知地球的质量大于月球的质量,所以卫星1的周期较小,故C正确

D、同步卫星有两个必要的条件:一是轨道必须位于地球的赤道平面内;二是角速度必须等于地球自转的角速度.高度是一定的.

所以不同的同步卫星的质量可能不等,故D错误

故选:C.

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