问题 多选题

在四川汶川的抗震救灾中,我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统,在抗震救灾中发挥了巨大作用.北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,具有导航、定位等功能.“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径为r,某时刻2颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置(如图所示).若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力.则以下判断中正确的是(  )

A.这2颗卫星的加速度大小相等,均为

R2g
r2

B.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2

C.卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为

πr
3R
r
g

D.卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零

答案

A、根据地球表面万有引力等于重力列出等式:

GMm
R2
=mg   ①

根据万有引力提供向心力,列出等式:

GMm
r2
=ma  ②

由①②得:a=

R2g
r2
,故A正确.

B、卫星1向后喷气,那么卫星1在短时间内速度就会增加,卫星1所需要的向心力也会增加,而此时受到的万有引力大小几乎不变,也就小于所需要的向心力.那么卫星1就会做离心运动,偏离原来的轨道,卫星1就不能追上卫星2.故B错误.

C、根据万有引力提供向心力,列出等式:

GMm
r2
=mω2r,得ω=
GM
r3
=
gR2
r3

卫星1由位置A运动到位置B所需的时间t=

π
3
ω
=
πr
3R
r
g
,故C正确.

D、卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力提供向心力,该力方向始终与速度方向垂直,所以做功为零.故D正确.

故选ACD.

单项选择题
单项选择题