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

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

F=

4π2r
T2

v=

GM
r

ω=

GM
r3

T=

2πr
v
=2π
r3
GM

a=
GM
r2

根据F=G

Mm
r2
,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;

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

r3
GM
,可知同步卫星的轨道半径小于月球的轨道半径,即

r1<r2

根据v=

GM
r
,v1>v2,故B错误;

C、根据a=

GM
r2
,a1>a2,故B错误;

D、根据v=

GM
r
,v1>v2
GM
r
=7.9km/s,故D正确;

故选AD.

单项选择题
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