问题
多选题
如图,飞船在离地球表面h 高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动,已知地球的半径R,则飞船在该轨道上( )
A.运行的线速度大于第一宇宙速度
B.运行的线速度大小为2π(R+h) T
C.运行时的向心加速度大小为4π2(R+h) T2
D.地球表面的重力加速度大小可表示为4π2R T2
答案
A、研究飞船绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:
=mGMm r2 v2 r
v=
,其中M为地球质量,r为轨道半径,GM r
飞船在离地球表面h 高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动,飞船的轨道半径r=R+h>R,
第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是最大的圆周运动的环绕速度,所以飞船运行的线速度小于第一宇宙速度,故A错误.
B、根据圆周运动知识得:运行的线速度大小v=
=2πr T
,故B正确.2π(R+h) T
C、根据圆周运动知识得:运行时的向心加速度大小a=
=4π2r T2
,故C正确.4π2(R+h) T2
D、
=mGMm r2
,得:GM=4π2r T2
①4π2(R+h)3 T2
忽略地球自转的影响,在地球表面根据万有引力等于重力列出等式:
=mg ②GMm R2
由①②得:地球表面的重力加速度大小g=
.故D错误.4π2(R+h)3 R2T2
故选BC.