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2π

R
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

其中

F=G

Mm
r2

F=m

v2
r
=mω2r=m(
T
2r=ma

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

地球表面重力加速度公式

g=

GM
R2
 ④

根据②④式,卫星的公转周期为

T=2π

r3
gR2

当r=R时,T最小,为

T=2π

r3
gR2
=2π
R
g
,故A正确;

B、由①④式得到

v=R

g
r

当卫星距地面高度为R时,即r=2R时,v=

Rg
2
,故B正确;

C、由③④式得到

a=

gR2
r2

当卫星距地面高度为R时,a=

g
4
,故C正确;

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.

单项选择题
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