题目内容

经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间.已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里,“杨利伟星”平均每天绕太阳运行14.5万公里.假设两行星均绕太阳做匀速圆周运动,则两星相比较(  )
分析:行星运动问题可类比人造卫星的运动规律解决,可利用开普勒行星第三定律、万有引力提供向心力等规律解决.
解答:解:由题意知,“神舟星”运动线速度v1=
1.74×106km
24h
,“杨利伟星”运行线速度v2=
1.45×105km
24h
,显然有v1>v2
A.由万有引力提供向心力,
GMm
r2
=
mv2
r
,即v=
GM
r
v∝
1
r
,有r1<r2,所以A错误
B.由万有引力提供向心力,
GMm
r2
=ma
,即a=
GM
r2
a∝
1
r2
,由r1<r2,则a1>a2,B正确
C.由开普勒第三定律,
r3
T2
=k
,得T∝
r3
,由于r1<r2,则T1<T2,C错误
D.由万有引力提供向心力,
GMm
r2
=mω2r
,得ω=
GM
r3
,得ω∝
1
r3
,由r1<r2,则ω1>ω2,D正确
故选:B、D
点评:行星及卫星运动规律进行定性比较时,可以简单记忆为“越近越快,越远越慢”,即轨道半径越小,线速度越大,角速度越大,加速度越大,周期越短.定量计算时,应使用核心原理:万有引力提供向心力、开普勒第三定律.
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