问题 选择题

两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动,周期之比为TA:TB=1:8,则轨道半径之比和运动速率之比分别为(  )

A.RA:RB=4:1,VA:VB=1:2

B.RA:RB=4:1,VA:VB=2:1

C.RA:RB=1:4,VA:VB=2:1

D.RA:RB=1:4,VA:VB=1:2

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
          ①

T=

2πr
v
=2π
r3
GM
  ②

ω=

GM
r3
         ③

a=

GM
r2
           ④

由②式可得卫星的运动周期与轨道半径的立方的平方根成正比,由TA:TB=1:8可得轨道半径RA:RB=1:4,然后再由①式v=

GM
r
得线速度VA:VB=2:1.所以正确答案为C项.

故选D.

单项选择题
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