题目内容

有两颗人造地球卫星,它们的质量之比为1:2,运动的线速度大小之比为1:2,则它们的运动周期之比为
8:1
8:1
;它们的轨道半径之比为
4:1
4:1
分析:根据人造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:(1)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
即:
GMm
r2
=
mv2
r

得:
r1
r2
=
v
2
2
v
2
1
=
4
1

(2)设周期为T,则:
GMm
r2
=
m2r
T2

因而T2=
4π2r3
GM

T1
T2
=
r
3
1
r
2
1
=
64
1
=
8
1

故答案为:8:1; 4:1
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,再进行讨论.
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