问题 问答题

高空遥感探测卫星在距地球表面高为h处绕地球转动,如果地球质量为M,地球半径为R,人造卫星质量为m,万有引力常量为G,求:

(1)人造卫星的角速度多大?

(2)人造卫星绕地球转动的周期是多少?

(3)人造卫星的向心加速度多大?

答案

(1)设卫星的角速度为ω,根据万有引力定律和牛顿第二定律有:

G

mM
(R+h)2
=mω2(R+h),解得卫星线速度ω=
GM(R+h)
(R+h)2

故人造卫星的角速度ω=

GM(R+h)
(R+h)2

(2)由G

Mm
(R+h)2
=m(R+h)
4π2
T2
得周期T=
(R+h)3
GM
?2π=2π(R+h)
R+h
GM

故人造卫星绕地球运行的周期为2π(R+h)

R+h
GM

(3)由于G

Mm
(R+h)2
=m a可解得,向心加速度a=
GM
(R+h)2

故人造卫星的向心加速度为

GM
(R+h)2

单项选择题
判断题