题目内容
我国自行研制并发射成功的风云一号、风云二号气象卫星都绕地球做匀速圆周运动,周期分别为12h和24h,下列说法中正确的是( )A.风云一号的运行轨道离地面较高
B.风云一号的线速度较小
C.风云一号的角速度较小
D.风云一号的向心加速度较大
【答案】分析:根据卫星的万有引力等于向心力,列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可.
解答:解:气象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=G![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200340191828828/SYS201310292003401918288021_DA/0.png)
F向=m
=mω2r=m(
)2r
因而
G
=m
=mω2r=m(
)2r=ma解得
v=
①
T=
=2π
②
ω=
③
a=
④
根据风云一号的周期比风云二号的周期短,结合②式可得,风云一号运转半径较小,再结合 ①③④可知,其线速度较大,角速度较大,向心加速度也较大.
故选D
点评:本题关键抓住万有引力提供向心力,列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式,以周期公式为突破口进行讨论.
解答:解:气象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=G
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200340191828828/SYS201310292003401918288021_DA/0.png)
F向=m
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200340191828828/SYS201310292003401918288021_DA/1.png)
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因而
G
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200340191828828/SYS201310292003401918288021_DA/3.png)
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v=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200340191828828/SYS201310292003401918288021_DA/6.png)
T=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200340191828828/SYS201310292003401918288021_DA/7.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200340191828828/SYS201310292003401918288021_DA/8.png)
ω=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200340191828828/SYS201310292003401918288021_DA/9.png)
a=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200340191828828/SYS201310292003401918288021_DA/10.png)
根据风云一号的周期比风云二号的周期短,结合②式可得,风云一号运转半径较小,再结合 ①③④可知,其线速度较大,角速度较大,向心加速度也较大.
故选D
点评:本题关键抓住万有引力提供向心力,列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式,以周期公式为突破口进行讨论.
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练习册系列答案
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A、风云二号的运行轨道离地面较高 | B、风云一号的线速度较小 | C、风云一号的角速度较小 | D、风云一号的向心加速度较大 |