问题 问答题

一颗质量为m的人造卫星,在距地面高度为h的圆轨道上运动,已知地球的质量为M,地球半径为R,引力常量为G,求:

(1)卫星绕地球运动的向心加速度;

(2)卫星绕地球运动的周期;

(3)卫星绕地球运动的动能.

答案

(1)万有引力提供卫星做圆周运动的向心力

GMm
(h+R)2
=ma…①

所以卫星的加速度a=

GMm
(h+R)2
…②

(2)由于a=?2r=

4π2
T2
(R+h)…③

故由②③得卫星的周期 T=2π(R+h)

R+h
GM
…④

(3)由于a=

v2
r
=
v2
R+h
…⑤

由①⑤得卫星的动能EK=

1
2
mv2=
GMm
2(R+h)

答:

(1)卫星绕地球运动的向心加速度是

GMm
(h+R)2

(2)卫星绕地球运动的周期是2π(R+h)

R+h
GM

(3)卫星绕地球运动的动能是

GMm
2(R+h)

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