问题 选择题

欧盟和我国合作的“伽利略”全球定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道面上的30颗轨道卫星组成,每个轨道平面上等间距部署10颗卫星,从而实现高精度的导航定位.现假设“伽利略”系统中每颗卫星均绕地心 O做匀速圆周运动,轨道半径为r,一个轨道平面上某时刻10颗卫星所在位置分布如图所示.其中卫星1和卫星3分别位于轨道上的A、B两位置.若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力.则以下判断中正确的是(  )

A.这10颗卫星的加速度大小相等,均为

R2g
r

B.这10颗卫星的运行速度大小为2R

g
r

C.这10颗卫星的运行速度一定大于7.9km/s

D.卫星A由位置运动到位置B所需的时间为

2πr
5R
r
g

答案

A、根据万有引力提供向心力G

Mm
r2
=ma和黄金代换式GM=gR2

可得a=

R2g
r2
.故A错误.

B、根据万有引力提供向心力G

Mm
r2
=m
v2
r
和黄金代换式GM=gR2

可得这10颗卫星的运行速度大小为R

g
r
,故B错误

C、7.9km/s是第一宇宙速度,是发射卫星的最小速度,是卫星绕地球运动的最大速度,故这些卫星的运行速度均小于7.9km/s,故C错误

D、根据万有引力提供向心力G

Mm
r2
=mrω 2,ω=
GM
r3
,GM=gR2

所以A由位置运动到位置B所需的时间t=

2πr
5R
r
g
,故D正确

故选D.

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