题目内容
(2013?山西模拟)如图所示,A为静止于地球赤道上的物体,B为地球同步卫星,C为赤道平面内沿椭圆 轨道运行的卫星,P为B、C两卫星轨道的交点.下列说法中正确的是( )
分析:1、A静止于地球赤道上随地球一起自转,C为绕地球做圆周运动,B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星,根据速度与周期和半径的关系式v=
,判断B和A的速度大小.
2、物体A静止于地球赤道上随地球一起自转,根据万有引力等于重力G
=mg得g=
,卫星B为绕地球做圆周运动,根据万有引力提供向心力提供向心力G
=ma得a=
,可以判断物体A和卫星C的运动情况,卫星B、C轨迹在P点相交,根据牛顿第二定律判断加速度.
3、根据万有引力提供向心力G
=m
得v=
,即轨道越小速度越大,C在近地点做离心运动,故速度更大,所以卫星C在近地点的运行速率大于卫星B的运行速率.
4、根据万有引力提供向心力提供向心力G
=ma得a=
,判断B、C的加速度大小.
2πr |
T |
2、物体A静止于地球赤道上随地球一起自转,根据万有引力等于重力G
Mm |
R2 |
GM |
R2 |
Mm |
r2 |
GM |
r2 |
3、根据万有引力提供向心力G
Mm |
r2 |
v2 |
r |
|
4、根据万有引力提供向心力提供向心力G
Mm |
r2 |
GM |
r2 |
解答:解:A、A的线速度为vA=
,R为地球半径,T为地球自转的周期24h,C的线速度vC=
,h为C距离地面的高度,T′为C的周期,从线速度的表达式可知卫星C的运行线速度不可能等于物体A的线速度.故A错误.
B、物体A静止于地球赤道上随地球一起自转,根据万有引力等于重力G
=mg得g=
,卫星B为绕地球做圆周运动,根据万有引力提供向心力提供向心力G
=ma得a=
,可知卫星B的加速度较小,故B错误.
C、假如有一卫星D绕经过C的近地点的圆形轨道做匀速圆周运动,则根据万有引力提供向心力G
=m
得v=
,即轨道越小速度越大,所以该D卫星的速度大于B的速度,C在近地点的速度要大于D的速度
,做离心运动才能做椭圆运动,所以卫星C在近地点的运行速率大于卫星B的运行速率.故C正确.
D、根据万有引力提供向心力提供向心力G
=ma得a=
,卫星B在P点与卫星 C在该点到地球的距离相同,故加速度相同,故D错误.
故选:C.
2πR |
T |
2π(R+h) |
T′ |
B、物体A静止于地球赤道上随地球一起自转,根据万有引力等于重力G
Mm |
R2 |
GM |
R2 |
Mm |
r2 |
GM |
r2 |
C、假如有一卫星D绕经过C的近地点的圆形轨道做匀速圆周运动,则根据万有引力提供向心力G
Mm |
r2 |
v2 |
r |
|
|
D、根据万有引力提供向心力提供向心力G
Mm |
r2 |
GM |
r2 |
故选:C.
点评:本题关键求解出线速度和加速度的表达式,再进行讨论,要根据题意灵活地选择恰当的表达式形式分析.要注意卫星在椭圆轨道运行,万有引力与向心力不等.
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