题目内容

1.北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,具有导航、定位等功能.“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径均为r,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置,如图所示.若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力.以下判断中正确的是(  )
A.这两颗卫星的向心加速度大小相等,均为$\frac{{R}^{2}g}{{r}^{2}}$
B.卫星1由位置A运动至位置B所需的时间为$\frac{πr}{3R}$$\sqrt{\frac{r}{g}}$
C.如果使卫星l加速,它就一定能追上卫星2
D.卫星l由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功

分析 根据万有引力提供圆周运动向心力和地球表面重力与万有引力相等求解出卫星轨道处的加速度及卫星运动的周期

解答 解:A、在地球表面重力与万有引力大小相等,可得GM=gR2,又卫星在轨道上运动万有引力提供圆周运动的加速度,故有可得卫星的加速度a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$=$\frac{g{R}^{2}}{{r}^{2}}$,故A正确;
B、万有引力提供圆周运动向心力,可得卫星运行周期为:T=2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$,
所以卫星从位置1到位置2所需时间t=$\frac{1}{6}$T=$\frac{πr}{3R}$$\sqrt{\frac{r}{g}}$,故B正确;
C、卫星1向后喷气,卫星做加速运动,在轨道上做圆周运动所需向心力增加,而提供向心力的万有引力没有发生变化,故卫星将做离心运动,卫星轨道变大,故卫星不能追上同轨道运行的卫星2,故C错误;
D、卫星1由位置A运动到位置B的过程中,由于万有引力始终与速度垂直,故万有引力不做功,故D错误;
故选:AB

点评 关于万有引力的应用中,常用公式是在地球表面重力等于万有引力,卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力,掌握卫星的变轨原理,这是正确解决本题的关键

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