题目内容

1.“轨道康复者”是“垃圾卫星”的救星,它可在太空中给“垃圾卫星”补充能量,延长卫星的使用寿命.一颗“轨道康复者”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行,运行方向与地球自转方向一致.轨道半径为地球同步卫星轨道半径的$\frac{1}{4}$,则(  )
A.轨道康复者”相对于地球赤道上的城市向西运动
B.“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的4倍
C.“轨道康复者”的周期是地球同步卫星周期的$\frac{\sqrt{2}}{4}$倍
D.“轨道康复者”每经过$\frac{1}{7}$天就会在赤道同一城市的正上方出现

分析 根据“轨道康复者”受到的万有引力提供它做圆周运动的向心力,可知运行加速度和周期与同步卫星加速度和周期的关系.同步卫星和地球自转的角速度相同,比较出“轨道康复者”和同步卫星的角速度大小,就可以判断出“轨道康复者”相对于地球的运行方向关系.

解答 解:A、根据万有引力提供向心力G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=mω2r,得ω=$\sqrt{\frac{GM}{{r}^{3}}}$,“轨道康复者”的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的$\frac{1}{4}$,可知“轨道康复者”的角速度比同步卫星的角速度大,而同步卫星和地球自转的角速度相同,所以轨道康复者”相对于地球赤道上的城市向东运动,故A错误.
B、由G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=ma得 a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$,则得:“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的16倍,故B错误.
C、由T=$\frac{2π}{ω}$=2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$,可得,“轨道康复者”的周期是地球同步卫星周期的$\frac{1}{8}$倍,故C错误.
D、设经过t时间“轨道康复者”会在赤道同一城市的正上方出现,则有
  2π=t($\frac{2π}{{T}_{康复}}$-$\frac{2π}{{T}_{同步}}$),而T同步=1天,T康复=$\frac{1}{8}$天,解得:t=$\frac{1}{7}$天,故D正确.
故选:D

点评 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力,能灵活选取向心力公式的形式.知道同步卫星的周期为1天.

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