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

如图所示,$A$$B$$C$三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,已知三颗卫星的质量关系为$m_{A}=m_{B}\lt m_{C}$,轨道半径的关系为$r_{A}\lt r_{B}=r_{C}$,则三颗卫星$(\qquad)$

["

线速度大小关系为$v_{A}\\lt v_{B}=v_{C}$

","

加速度大小关系为$a_{A}\\gt a_{B}=a_{C}$

","

向心力大小关系为$F_{A}=F_{B}\\lt F_{C}$

","

周期关系为$T_{A}\\gt T_{B}=T_{C}$

"]
[["B"]]

$\rm A$.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$\dfrac{GMm}{r^{2}}=m\dfrac{v^{2}}{r}$

解得$v=\sqrt{\dfrac{GM}{r}}$

根据题意可知$r_{A}\lt r_{B}=r_{C}$,所以线速度关系为$v_{A}\gt v_{B}=v_{C}$

$\rm A$错误;

$\rm B$.根据万有引力提供向心力$G\dfrac{Mm}{r^{2}}=ma$

解得$a=G\dfrac{M}{r^{2}}$

根据题意可知$r_{A}\lt r_{B}=r_{C}$,所以加速度大小关系为$a_{A}\gt a_{B}=a_{C}$

$\rm B$正确;

$\rm C$.根据$F_{向}=\dfrac{GMm}{r^{2}}$

结合质量关系$m_{A}=m_{B}\lt m_{C}^{}$和半径关系$r_{A}\lt r_{B}=r_{C}$,可知$F_{A}\gt F_{B}$

$F_{B}\lt F_{C}$

$\rm C$错误;

$\rm D$.根据万有引力提供向心力$G\dfrac{Mm}{r^{2}}=\dfrac{m \cdot 4\pi^{2}r}{T^{2}}$

解得$T=\sqrt{\dfrac{4\pi^{2}r^{3}}{GM}}$

根据题意可知$r_{A}\lt r_{B}=r_{C}$,所以周期关系为$T_{A}\lt T_{B}=T_{C}$

$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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