题目内容

地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;同步通信卫星的向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;近地卫星的向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3.则(  )
分析:题中涉及三个物体:地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体1、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星3、地球同步卫星2;物体1与人造卫星3转动半径相同,物体1与同步卫星2转动周期相同,人造卫星3与同步卫星2同是卫星,都是万有引力提供向心力;分三种类型进行比较分析即可.
解答:解:A、物体1和同步卫星2周期相等,则角速度相等,即ω12,而加速度a=rω2,则a2>a1
卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力,根据G
Mm
r2
=ma,
a=
Mm
r2
,知轨道半径越大,角速度越小,向心加速度越小,则a3>a2,故A、B错误
C、物体1和卫星2周期相等,则角速度相等,即ω12,根据v=rω,则v2>v1
卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力,根据G
Mm
r2
=m
v2
r

解得v=
GM
r
,知轨道半径越大,线速度越小,则v3>v2.故C正确,
D、物体1和卫星2周期相等,则角速度相等,即ω12,根据ω=
GM
r2

知轨道半径越大,角速度越小,则ω3>ω2.所以ω3>ω21,故D正确.
故选CD.
点评:本题关键要将物体1、人造卫星2、同步卫星3分为三组进行分析比较,最后再综合;一定不能将三个物体当同一种模型分析,否则会使问题复杂化.
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