高中 | 研究天体运动规律 题目答案及解析

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必修2

第六章 万有引力与航天

6.4 万有引力理论的成就

研究天体运动规律

我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为$5.0 \times 10^{2}\;\rm km$的预定轨道。“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动,已知地球半径$R=6.4 \times 10^{3}\;\rm km$。下列说法正确的是$(\qquad)$

  

["

“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小

","

“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小

","

“悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小

","

“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小

"]
[["C"]]

$\rm A$.根据$G\dfrac{Mm}{r^{2}}=m\dfrac{v^{2}}{r}$

解得$v=\sqrt{\dfrac{GM}{r}}$

“悟空”卫星的轨道半径小,线速度比同步卫星的线速度大,故$\rm A$错误;

$\rm B$.根据$G\dfrac{Mm}{r^{2}}=m\omega^{2}r$

解得$\omega=\sqrt{\dfrac{GM}{r^{3}}}$

“悟空”卫星的轨道半径小,角速度比同步卫星的角速度大,故$\rm B$错误;

$\rm C$.根据$G\dfrac{Mm}{r^{2}}=m\dfrac{4\pi^{2}}{T^{2}}r$

解得$T=2\pi\sqrt{\dfrac{r^{3}}{GM}}$

“悟空”卫星的轨道半径小,运行周期比同步卫星的运行周期小,故$\rm C$正确;

$\rm D$.根据$G\dfrac{Mm}{r^{2}}=ma$

解得$a=\dfrac{GM}{r^{2}}$

“悟空”卫星的轨道半径小,向心加速度比同步卫星的向心加速度大,故$\rm D$错误。

故选:$\rm C$

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