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(2013?凉山州模拟)地球赤道上的物体随地球自转的加速度大小为a0,周期为T0;某近地卫星做匀速圆周运动的轨道半径为r1,运行速度大小为v1,加速度大小为a1;同步卫星离地心的距离为r2,运行速度大小为v2,加速度大小为a2,周期T2,地球半径为R.下列式子正确的是(  )
分析:1、近地卫星和同步卫星都绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=ma
,得a=
GM
r2
,故加速度之比等于半径的平方反比.
2、同步卫星的周期等于地球的自转周期.
3、近地卫星和同步卫星都绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=m
v2
r
,得v=
GM
r
,故线速度之比等于半径的反比的二次方根.
4、地球赤道上的物体随地球自转的加速度大小为a0=
2πR
T0
,而同步卫星的加速度大小为a2=
r2
T2
,同步卫星的周期等于地球的自转周期T0=T2,可得到a0和a2的比值.
解答:解:A、近地卫星和同步卫星都绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=ma
,得a=
GM
r2
,所以
a1
a2
=(
r2
r1
)2
,故A错误.
B、同步卫星的周期等于地球的自转周期,故T0=T2.故B错误.
C、近地卫星和同步卫星都绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=m
v2
r
,得v=
GM
r
,所以
v1
v2
=(
r2
r1
)
1
2
,故C错误.
D、地球赤道上的物体随地球自转的加速度大小为a0=
2πR
T0
,而同步卫星的加速度大小为a2=
r2
T2
,同步卫星的周期等于地球的自转周期T0=T2,所以
a0
a2
=
R
r2
,故D正确.
故选:D.
点评:本题要注意同步卫星的周期等于地球的自转周期,即T0=T2.地球赤道上的物体随地球自转的加速度大小为a0=
2πR
T0
,而同步卫星的加速度大小为a2=
r2
T2
,所以加速度之比等于轨道半径之比.
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