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

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

T=

2πr
v
=2π
r3
GM

a=

GM
r2

ω=

GM
r3
  ④

“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.

单项选择题
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