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
v=
①GM r
T=
=2π2πr v
②r3 GM
a=
③GM 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.