问题 选择题

设两人造地球卫星的质量比为2:1,到地球球心的距离比为1:3,则它们的(  )

A.周期之比为3:1

B.线速度之比为1:3

C.向心加速度之比为1:9

D.向心力之比为18:1

答案

A、人造卫星绕地球做匀速圆周运动,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、地球质量为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=

2πr
v
=2π
r3
GM

a=

GM
r2

F=G

Mm
r2
   ④

由②式,T:T′=2π

r3
GM
:2π
r′3
GM
=1:3
3
,故A错误;

B、由①式,v:v′=

GM
r
GM
r′
=
3
:1,故B错误;

C、由③式,a:a′=

GM
r2
GM
r′2
=9:1,故C错误;

D、由④式,F:F′=G

Mm1
r2
:G
Mm1
r′2
=18:1,故D正确;

故选D.

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