高中 | 引力势能 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

引力势能

$A$$B$两颗人造地球卫星质量相同,圆周运动的周期之比为$T_{A}:T_{B}=2:1$,则它们的向心加速度之比$a_{A}:a_{B}$,卫星的动能之比$E_{kA}:E_{kB}$,卫星地球间的引力势能之比$E_{pA}:E_{pB}$分别为$(\qquad)$

["

$a_{A}:a_{B}=1:2\\sqrt[3]{2}$$E_{kA}:E_{kB}=1:\\sqrt[3]{4}$$E_{pA}:E_{pB}=1:\\sqrt[3]{4}$

","

$a_{A}:a_{B}=1:2\\sqrt[3]{2}$$E_{kA}:E_{kB}=1:4$$E_{pA}:E_{pB}=1:\\sqrt[3]{4}$

","

$a_{A}:a_{B}=1:\\sqrt[3]{4}$$E_{kA}:E_{kB}=1:\\sqrt[3]{4}$$E_{pA}:E_{pB}= \\sqrt[3]{4}:1$

","

$a_{A}:a_{B}=1:\\sqrt[3]{4}$$E_{kA}:E_{kB}=1:4$$E_{pA}:E_{pB}= \\sqrt[3]{4}:1$

"]
[["A"]]

由题意,人造卫星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,有:$G\dfrac{Mm}{r^{2}} =ma=mr\dfrac{4\pi^{2}}{T^{2}} =m\dfrac{v^{2}}{r}$,又圆周运动的周期之比为:$T_{A}:T_{B}=2:1$,故有:$a_{A}:a_{B}=1:2\sqrt[3]{2}$$E_{kA}:E_{kB}= \dfrac{1}{2}m{v_{A}}^{2}:\dfrac{1}{2}m{v_{B}}^{2} =1:\sqrt[3]{4}$,故$\rm A$正确,$\rm BCD$错误。

故选:$\rm A$

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