题目内容

19.我国的“神舟”系列航天飞船的成功发射和顺利返回,显示了我国航天事业取得的巨大成就.已知地球的质量为M,引力常量为G,飞船的质量为m,设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r,则(  )
A.飞船在此轨道上的运行速率为$\sqrt{\frac{Gm}{r}}$
B.飞船在此圆轨道上运行的向心加速度为$\sqrt{\frac{r}{GM}}$
C.飞船在此圆轨道上运行的周期为2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$
D.飞船在此圆轨道上运行所受的向心力为$\frac{GM}{{r}^{2}}$

分析 研究飞船绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式.根据等式表示出飞船在圆轨道上运行的速率、角速度以及向心加速度.

解答 解:A、研究飞船绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$
解得:$v=\sqrt{\frac{GM}{r}}$.故A错误;
B、根据万有引力提供向心力,得:$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=ma$
所以:a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$.故B错误;
C、根据万有引力提供向心力,得$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{4{π}^{2}r}{{T}^{2}}$
所以:T=$2π\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$.故C正确;
D、飞船在此圆轨道上运行所受的向心力为万有引力,得:F=$G\frac{Mm}{{r}^{2}}$.故D错误
故选:C

点评 该题考查万有引力的应用,关键要注意向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用.

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