题目内容

欧盟和我国合作的“伽利略”全球定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道面上的30颗轨道卫星组成,每个轨道平面上等间距部署10颗卫星,从而实现高精度的导航定位.现假设“伽利略”系统中每颗卫星均绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径为r,一个轨道平面上某时刻10颗卫星所在位置分布如图所示.其中卫星1和卫星3分别位于轨道上的A、B两位置.若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力.则以下判断中正确的是(  )
分析:A、根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=ma和黄金代换式GM=gR2,可求出卫星的加速度大小.
B、卫星在原轨道上向后喷气,速度增大,万有引力不够提供向心力,会做离心运动,离开原轨道.
C、根据万有引力提供向心力求出角速度,然后用转过的角度除以角速度即可得出时间.
D、卫星在做匀速圆周运动的过程,万有引力与速度方向垂直,不做功.
解答:解:A、根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=ma,a=
GM
r2
,而GM=gR2,所以a=
R2g
r2
.故A正确.
    B、卫星在原轨道上向后喷气,速度增大,万有引力不够提供向心力,会做离心运动,离开原轨道.所以不会追上.故B错误.
    C、根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=mω2r
,得ω =
GM
r3
,所以时间t=
2
5
π
ω 
=
2πr
5R
r
g
.故C正确.
    D、卫星在做匀速圆周运动的过程,万有引力与速度方向垂直,不做功.故D错误.
故选:AC.
点评:解决本题的关键掌握万有引力提供向心力G
Mm
r2
=ma和黄金代换式GM=gR2
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