问题
选择题
某月球探测卫星先贴近地球表面绕地球做匀速圆周运动,此时其动能为E_k1,周期为T1;再控制它进行一系列变轨,最终进入贴近月球表面的圆轨道做匀速圆周运动,此时其动能为Ek2,周期为T2,已知地球的质量为M1,月球质量为M2,则M1:M2为( )
A.T1Ek2 T2Ek1
B.T1 T2 (
)3Ek1 Ek2
C.T1 T2 (
)3Ek2 Ek1
D.T1 T2 Ek1 Ek2
答案
卫星绕地球做匀速圆周运动,设卫星质量为m,轨道半径为r1,运动线速度为v1,
因为动能为:Ek1=
mv12,1 2
所以向心力为:m
=v12 r1
,2Ek1 r1
万有引力提供向心力:G
=mM1m r12
r1,4π2 T12
解得:M1=T1
,2Ek1 m3G2
同理,卫星绕月球做圆周运动时,有类似的结论:M2=T2
,2Ek2 m3G2
故:
=M1 M2 T1 T2 (
)3Ek1 Ek2
故B正确,ACD错误.
故选:B.