问题 多选题

如图所示,a、b、c是环绕地球的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a、c的质量相同且小于b的质量,则有(  )

A.a、b的角速度大小相等,且大于c的线速度

B.a、b的周期相同,且大于c的周期

C.a、b的向心加速度大小相等,且大于c的向心加速度

D.a所需的向心力最小

答案

根据万有引力提供向心力

GMm
r2
=ma=m
v2
r
=m
2r
T2
=mω2r,

得ω=

GM
r3
,v=
GM
r 
,T=2π
r3
GM
,a=
GM
r2

A、a、b的轨道半径相等,所以角速度大小相等,a、b的轨道半径大于c的轨道半径,所以a、b的线速度小于c的线速度.故A错误.

B、a、b的轨道半径相等,所以周期相同,a、b的轨道半径大于c的轨道半径,所以大于c的周期,故B正确.

C、a、b的轨道半径相等,所以向心加速度大小相等,a、b的轨道半径大于c的轨道半径,所以小于c的向心加速度,故C错误.

D、所需的向心力F=

GMm
r2
,a、c的质量相同,所以a所需的向心力较小,

a的质量小于b的质量,所以a所需的向心力较小,所以a所需的向心力最小,故D正确.

故选BD.

单项选择题
问答题