题目内容

a、b为地球上的物体,a处于北纬40°地球表面上,b在地球赤道表面上,c、d轨道都在赤道平面上,c为近地卫星,d为同步卫星.关于a、b、c、d绕地球运动周期T,向心加速度a,所在位置处重力加速度g.绕地球运动的线速度v四个物理量大小关系正确的是(  )
分析:题中涉及四个物体:地球同步卫星d、地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体b、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星c、处于北纬40°的a,同步卫星与物体b周期相同,物体b与人造卫星c转动半径相同,同步卫星d与人造卫星c,都是万有引力提供向心力;分几种类型进行比较分析即可.
解答:解:A、同步卫星与地球自转同步,所以Tb=Td
根据开普勒第三定律得卫星轨道半径越大,周期越大,故Td>Tc.故A错误.
B、根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=ma
,得加速度公式a=
GM
r2
,高度越高,向心加速度越小,由题意可知rd>rc,则ad<ac,故B错误.
C、根据a=
GM
r2
,近地卫星的轨道半径近似等于地球半径R,所以gb=gc
同步卫星ad=
4π2
T2
(R+h)
,赤道上的物体ab=
4π2
T2
R
,所以ad>ab,结合C,可知ab<ac,故C正确.
D、根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=m
v2
r
,得v=
GM
r
,同步卫星的轨道高度大于近地卫星,故vc>vd
同步卫星的vd=
2π(R+h)
T
,赤道上的物体速度vb=
2πR
T
,所以vd>vb,所以vc>vb,故D错误.
故选:C.
点评:本题关键要将物体b、人造卫星a和c、同步卫星d分为几组进行分析比较,最后再综合;一定不能将四个物体当同一种模型分析,否则会使问题复杂化.
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