题目内容

有一探测卫星在地球赤道正上方绕地球做匀速圆周运动,已知地球质量为M,地球半径为R,万有引力常量为G,探测卫星绕地球运动的周期为T.求:
(1)探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径;
(2)探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的速度大小.
分析:(1)卫星绕地球做匀速圆周运动时,由地球的万有引力提供向心力,根据万有引力定律和牛顿第二定律列式求轨道半径.
(2)星绕地球做匀速圆周运动时的速度大小与半径的关系为v=
2πr
T
,与上题结果联立可求得速度大小.
解答:解:(1)设卫星质量为m,卫星绕地球运动的轨道半径为r,根据万有引力定律和牛顿运动定律得:
G
Mm
r2
=m
4π2r
T2

解得 r=
3
GMT2
4π2

(2)卫星绕地球做匀速圆周运动时的速度大小v=
2πr
T
=
3
2πGM
T

答:
(1)探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径是
3
GMT2
4π2

(2)探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的速度大小为
3
2πGM
T
点评:探测卫星绕地球做匀速圆周运动,关键是万有引力提供向心力列出等式求解.
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