两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动,周期之比为TA:TB=1:8,则轨道半径之比和运动速率之比分别为()A.RA:RB=4:1,VA:VB=1:2B.RA:RB=4:1,VA:VB=2:1C.RA:RB=1:4,VA:VB=2:1D.RA

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 人造地球卫星/2022-10-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动,周期之比为TA:TB=1:8,则轨道半径之比和运动速率之比分别为(  )
A.RA:RB=4:1,VA:VB=1:2B.RA:RB=4:1,VA:VB=2:1
C.RA:RB=1:4,VA:VB=2:1D.RA:RB=1:4,VA:VB=1:2

◎ 答案

人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有
F=F
F=G
Mm
r2

F=m
v2
r
=mω2r=m(
T
2r
因而
G
Mm
r2
=m
v2
r
=mω2r=m(
T
2r=ma
解得
v=

GM
r
          ①
T=
2πr
v
=2π

r3
GM
  ②
ω=

GM
r3
         ③
a=
GM
r2
           ④
由②式可得卫星的运动周期与轨道半径的立方的平方根成正比,由TA:TB=1:8可得轨道半径RA:RB=1:4,然后再由①式v=

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