问题 选择题

甲、乙两颗人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动,它们的质量之比m1:m2=1:2,它们圆周运动的轨道半径之比为r1:r2=1:2,下列关于卫星的说法中正确的是(  )

A.它们的线速度之比v1:v2=1:

2

B.它们的运行周期之比T1:T2=:2

2
:1

C.它们的向心加速度比a1:a2=4:1

D.它们的向心力之比F1:F2=4:1

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

故甲、乙两颗人造地球卫星的线速度之比v1:v2=

GM
r1
GM
r2
=
2
:1,故A错误;

B、甲、乙两颗人造地球卫星的运行周期之比T1:T2=2π

r31
 
GM
:2π
r32
GM
=1:2
2
,故B错误;

C、甲、乙两颗人造地球卫星的向心加速度比a1:a2=

GM
r21
GM
r22
=4:1,故C正确;

D、甲、乙两颗人造地球卫星的向心力之比F1:F2=G

Mm1
r21
:G
Mm2
r22
=2:1,故D错误;

故选C.

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