问题
多选题
地球同步通信卫星和月球都看做绕地球做匀速圆周运动,其圆周运动的向心力分别为F1、F2; 圆周运动速率分别为v1、v2; 向心加速度分别为a1、a2,则( )
A.F1<F2
B.v1<v2
C.a1<a2
D.线速度都小于7.9km/s
答案
A、对于地球卫星,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
F向=4π2r T2
v=GM r
ω=GM r3
T=
=2π2πr v r3 GM
a=GM r2
根据F=G
,由于月球是天体,质量远大于同步卫星质量,半径相差没有这么明显,故F1<F2,故A正确;Mm r2
B、由于同步卫星的公转周期小于月球的公转周期,根据T=2π
,可知同步卫星的轨道半径小于月球的轨道半径,即r3 GM
r1<r2
根据v=
,v1>v2,故B错误;GM r
C、根据a=
,a1>a2,故B错误;GM r2
D、根据v=
,v1>v2>GM r
=7.9km/s,故D正确;GM r
故选AD.