问题 多选题

如图所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是(  )

A.b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度

B.b、c的向心加速度大小相等,且小于a的向心加速度

C.a的线速度小于b的线速度

D.a的向心加速度小于b的向心加速度

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

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

根据题意

ra<rb=rc     ④

由①②③④式可知,b、c两卫星的线速度、周期、加速度均相等,其中线速度与加速度比a卫星大,周期比a卫星小;

故选AB.

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