设地球同步卫星的质量为m,它距离地面的高度为h,地球的质量为M、半径为R、自转角速度为ω,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,则该同步卫星所受向心力可表

设地球同步卫星的质量为m,它距离地面的高度为h,地球的质量为M、半径为R、自转角速度为ω,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,则该同步卫星所受向心力可表

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设地球同步卫星的质量为m,它距离地面的高度为h,地球的质量为M、半径为R、自转角速度为ω,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,则该同步卫星所受向心力可表示为(  )
A.mω2(R+h)B.
mR2g
(R+h)2
C.G
Mm
R2
D.m
3R2gω4

答案
A、地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度ω,轨道半径为R=R0+h.则同步卫星所受向心力为F=mω2(R+h).故A正确.
B、C根据万有引力等于向心力,得同步卫星所受向心力为   F=
GMm
(R+h)2

在地球表面上,有m′g=G
Mm′
R2

联立得:F=
mR2g
(R+h)2
.故B正确.C错误.
D、由F=mω2(R+h)=
mR2g
(R+h)2
,得R+h=
3
R2g
ω2


则得F=mω2(R+h)=mω2?
3
R2g
ω2

=m
3R2gω4

.故D正确.
故选ABD
举一反三
已知神舟七号飞船在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动,地球的质量和半径分别为M和R,万有引力常量为G,在该轨道上,神舟七号航天飞船(  )
A.运行的线速度大于第一宇宙速度
B.运行的线速度大小为
2π(R+h)
T
C.运行时的向心加速度大小
GM
R+h
D.宇航员从飞船走出太空行走时速度很小,可认为没有加速度
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2011年11月3日,中国自行研制的“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器在距地面高度约343km的轨道实现成功对接.这标志着中国航天事业又翻开了新的一页,对接之前“天宫一号”自主飞行的轨道距地面高度约为350km.根据以上信息,若认为它们对接前、后稳定飞行时均作匀速圆周运动.则(  )
A.“天宫一号”在350km轨道上飞行的速度比第一宇宙速度大
B.“天宫一号”在350km轨道上飞行的动能比在343km对接轨道上小
C.“天宫一号”在350km轨道上飞行的周期比在343km对接轨道上小
D.“天宫一号”在350km轨道上飞行的向心加速度比在343km对接轨道上大
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欧盟和中国联合开发的伽利略项目建立起了伽利略系统(全球卫星导航定位系统).伽利略系统由27颗运行卫星和3颗预备卫星组成,可以覆盖全球,现已投入使用.卫星的轨道高度为2.4×104km,倾角为56°,卫星运行周期为14h,分布在3个轨道上,每个轨道面部署9颗工作卫星和1颗在轨预备卫星,当某颗工作卫星出现故障时可及时顶替工作.若某颗预备卫星略 低于工作卫星的轨道上,以下说法中正确的是(  )
A.预备卫星的周期大于工作卫 星的周期,速度大于工作卫星的速度,向心加速度大于工作卫星的向心加速度
B.工作卫星的周期小于同步卫星的周期,速度大于同步卫星的速度,向心加速度大于同步卫星的向心加速度
C.为了使该预备卫星进入工作卫星的轨道上,应考虑启动火箭发动机向后喷气,通过加速使卫星从较低轨道进入工作卫星的轨道
D.三个轨道平面只有一个过地心,另外两个轨道平面分别只在北半球和南半球
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2008年9月25日我国成功发射了“神舟七号”载人飞船,随后航天员圆满完成了太空出舱任务并释放了“伴飞”小卫星.若小卫星和飞船在同一圆轨道上,相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行.下列说法正确的是(  )
A.由飞船的轨道半径、周期和引力常量可以算出飞船质量
B.航天员踏在飞船表面进行太空漫步时,对表面的压力等于航天员的重力
C.小卫星和飞船的加速度不相同
D.飞船只需向后喷出气体,就可以在短时间内和小卫星对接
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如图所示,在地球同一轨道平面上的三颗不同的人造卫星,关于各物理量的关系,下列说法正确的是(  )
A.根据v=


gr
,可知vA<vB<vC
B.根据万有引力定律,可知FA>FB>FC
C.角速度ωA>ωB>ωC
D.向心加速度aA<aB<aC
魔方格
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