问题
选择题
某人造卫星绕地球做匀速圆周运动,设地球半径为R,地面重力加速度为g,下列说法错误的是( )
A.人造卫星的最小周期为2πR g
B.卫星在距地面高度R处的绕行速度为Rg 2
C.卫星在距地面高度为R处的重力加速度为g 4
D.地球同步卫星的速率比近地卫星速率小,所以发射同步卫星所需的能量较少
答案
A、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
其中
F=GMm r2
F向=m
=mω2r=m(v2 r
)2r=ma2π 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
地球表面重力加速度公式
g=
④GM R2
根据②④式,卫星的公转周期为
T=2πr3 gR2
当r=R时,T最小,为
T=2π
=2πr3 gR2
,故A正确;R g
B、由①④式得到
v=Rg r
当卫星距地面高度为R时,即r=2R时,v=
,故B正确;Rg 2
C、由③④式得到
a=gR2 r2
当卫星距地面高度为R时,a=
,故C正确;g 4
D、地球同步卫星的速率比近地卫星速率小,但要将卫星发射到较高的轨道,需要克服引力做较多的功,故D错误;
本题选错误的,故选D.