【典题解析】地球赤道上的物体、近地卫星、同步卫星

master

在高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》中有一类题目，是要对地球赤道上的物体、近地卫星、同步卫星三者进行比较，比较它们的速度、周期、角速度、向心加速度等。题目如下：

【答案】（CD）【解题指导】1. 三者的相同点（或者部分相同点）是：（1）都在做匀速圆周运动。（2）赤道上的物体与近地卫星的轨道半径近似相等，都等于地球半径。（3）赤道上的物体与同步卫星的运动周期相等。2. 三者的不同点是：赤道上的物体是“随”着地球在转，它所受到的万有引力远大于它需要的向心力。近地卫星和同步卫星都是“绕”着地球在转，它们所受到的万有引力=它们做圆周运动所需要的向心力。3. 如何比较：（1）比较近地卫星与同步卫星，用“万有引力提供向心力”。

（2）比较地球赤道上的物体与同步卫星，用“匀速圆周运动一般公式”。

【题目解答】（1）已知周期TA=TC，比较B、C的周期，根据万有引力提供向心力，可以推出周期与轨道半径的关系，可知轨道半径越大，周期越大。因此，TC＞TB。故TA=TC＞TB，故（A）选项错。（2）先比较B、C的向心加速度，根据万有引力提供向心力，可以推出向心加速度与轨道半径的关系，可知轨道半径越小，an越大。故有aB＞aC.再比较A、C的向心加速度，由于它们的ω相等，根据an=rω*2，可知aC＞aA。
综上，有aB＞aC＞aA。故（B）选项错。(3)由TA=TC＞TB，以及ω=2π/T，可得ωA=ωC<ωB，故（C）选项正确。（4）先比较B、C的线速度，根据万有引力提供向心力，可以推出线速度与轨道半径的关系，可知轨道半径越大，线速度越小。故有：VB＞VC。再比较A、C的线速度，它们的周期T相等，根据V=2πr/T，可知r越大，V越大，故有VC＞VA。综上，有VB＞VC＞VA。故（D）选项正确。同类型练习题




答案：（D）

答案：（D）相关阅读地球赤道上的物体与近地卫星、同步卫星近地卫星、同步卫星与月球