问题
多选题
某同学欲通过Internet查询“神舟”五号飞船绕地球运行的相关科技数据,从而将其与地球同步卫星进行比较,他了解到“神舟”五号飞船在圆周轨道上运转一圈的时间大约为90分钟.由此可得出( )
A.“神舟”五号飞船在圆周轨道上运行的速率比地球同步卫星的小
B.“神舟”五号飞船在圆周轨道上运行的角速度比地球同步卫星的大
C.“神舟”五号飞船运行的向心加速度比地球同步卫星的大
D.“神舟”五号飞船在圆周轨道上运行时离地面的高度比地球同步卫星的低
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向
F=GMm r2
F向=m
=mω2r=m(v2 r
)2r2π T
因而
G
=mMm r2
=mω2r=m(v2 r
)2r=ma2π T
解得
v=
①GM r
T=
=2π2πr v
②r3 GM
a=
③GM r2
ω=
④GM r3
“神舟”五号飞船的周期比同步卫星短,根据②式可知同步卫星的轨道半径大,故D正确;
根据①式,同步卫星的线速度小,故A错误;
根据③式,同步卫星的加速度小,故C正确;
根据④式,同步卫星的角速度小,故B正确;
故选BCD.