题目内容

15.某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动,动能为Ek,变轨到轨道2上后,动能比在轨道1上减少了△E,在轨道2上也做圆周运动,则轨道2的半径为(  )
A.$\frac{{E}_{k}}{{E}_{k}-△E}$rB.$\frac{{E}_{k}}{△E}$rC.$\frac{△E}{{E}_{k}-△E}$rD.$\frac{{E}_{k}-△E}{△E}$r

分析 据动能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$,和万有引力提供圆周运动向心力求得线速度与轨道半径的关系即可.

解答 解:由题意得在半径为r的轨道1上,卫星的线速度v=$\sqrt{\frac{2{E}_{k}}{m}}$,在轨道2上卫星的线速度$v′=\sqrt{\frac{2({E}_{k}-△E)}{m}}$
据万有引力提供圆周运动向心力有:
$\frac{GMm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$
得$r=\frac{GM}{{v}^{2}}$=$\frac{GMm}{2{E}_{k}}$
所以轨道2的半径$r′=\frac{GM}{v{′}^{2}}$=$\frac{2{E}_{k}r}{2({E}_{k}-△E)}=\frac{{E}_{k}}{{E}_{k}-△E}r$
故选:A.

点评 结合动能的表达式,由万有引力提供圆周运动向心力分析求解线速度与半径的关系,由动能关系得出半径与动能的关系.

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