题目内容
发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点(如图所示).则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )
A、卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率 | B、卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度 | C、卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 | D、卫星在轨道2上经过P点时的速度等于它在轨道3上经过P点时的速度 |
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、和向心力的表达式进行讨论即可.
解答:解:A、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G
=m
解得:v=
,轨道3半径比轨道1半径大,卫星在轨道1上线速度较大,故A正确;
B、ω=
=
,轨道3半径比轨道1半径大,卫星在轨道3上角速度较小,故B错误;
C、根据牛顿第二定律和万有引力定律G
=ma,得:a=
,所以卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道1上经过Q点的加速度.故C错误.
D、从轨道2到轨道3,卫星要在P点做离心运动,要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力,所以应给卫星加速,增加所需的向心力.所以在轨道3上P点的速度大于轨道上2经过P点的速度.故D错误.
故选:A.
Mm |
r2 |
v2 |
r |
解得:v=
|
B、ω=
v |
r |
|
C、根据牛顿第二定律和万有引力定律G
Mm |
r2 |
GM |
r2 |
D、从轨道2到轨道3,卫星要在P点做离心运动,要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力,所以应给卫星加速,增加所需的向心力.所以在轨道3上P点的速度大于轨道上2经过P点的速度.故D错误.
故选:A.
点评:本题关键抓住万有引力提供向心力,先列式求解出线速度和角速度的表达式,再进行讨论.
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