问题 选择题

极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道).如图所示,若某极地卫星从北纬30°的正上方按图示方向第一次运行至南纬60°正上方,所用时间为t,已知地球半径为R(地球可看做球体),地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,由以上条件可知(  )

A.地球的质量为

gR
G

B.卫星运行的角速度为

π
2t

C.卫星运行的线速度为

πR
2t

D.卫星距地面的高度 (

4gR2t2
π2 
1
3

答案

A、地球表面的重力和万有引力相等G

mM
R2
=mg⇒M=
gR2
G
,故A错误;

B、从北纬30°的正上方按图示方向第一次运行至南纬60°正上方转过的圆心角为θ=

π
2
,据ω=
θ
t
=
1
2
π
t
=
π
2t
,故B正确;

C、据线速度v=rω,由于R是地球半径,故C错误;

D、代入A和B分析结果,万有引力提供圆周运动向心力有:G

mM
r2
=mr(
T
)2
gR2
r2
=r16t2
r=
3
gR2
16t2
而卫星距地面的高度h=r-R,故D错误.

故选B.

解答题
单项选择题 A1/A2型题