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4.科学家发现了银河系中一颗代号“SW”星球,该星球的质量是地球质量的81倍,半径是地球半径的9倍.已知地球上发射一颗卫星,其第一宇宙速度约为8km/s,则在“SW”星球上发射一颗人造卫星,其发射速度最小约为(  )
A.8 km/sB.16 km/sC.24 km/sD.32 km/s

分析 建立模型:卫星绕地球做匀速圆周运动,地球对卫星的万有引力提供向心力.推广到其他球星.根据此模型,利用比例法求星球上发射人造卫星最小发射速度.

解答 解:设地球质量为M1,半径为R1;某星球的质量为M2,半径为R2
    由万有引力定律得:G$\frac{Mm}{{R}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
可得:v=$\sqrt{\frac{GM}{R}}$
故地球和该星球第一宇宙速度之比为:$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=$\sqrt{\frac{{M}_{1}{R}_{2}}{{M}_{2}{R}_{1}}}$=$\sqrt{\frac{9}{81}}$=$\frac{1}{3}$
则在该星球上发射人造卫星速度至少为:v2=3v1=24km/s
故选:C.

点评 本题是卫星类型问题,关键是要建立物理模型,运用万有引力定律和向心力知识,加上数学变换来求解.

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