问题
填空题
绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星离地面越高,其线速度越______,角速度越______,旋转周期越______.(填“大”或“小”)
答案
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向
F=GMm r2
F向=m
=mω2r=m(v2 r
)2r2π T
因而
G
=mMm r2
=mω2r=m(v2 r
)2r=ma2π T
解得
v=
①GM r
T=
=2π2πr v
②r3 GM
ω=
③GM r3
a=
④GM r2
根据①式,高度越大,轨道半径越大,线速度越小;
根据③式,高度越大,轨道半径越大,角速度越小;
根据②式,高度越大,轨道半径越大,周期越大;
故答案为:小,小,大.