(2013?山西模擬)如圖所示,A為靜止于地球赤道上的物體,B為地球同步衛(wèi)星,C為赤道平面內(nèi)沿橢圓 軌道運行的衛(wèi)星,P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點.下列說法中正確的是(  )
分析:1、A靜止于地球赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn),C為繞地球做圓周運動,B為繞地球做橢圓軌道運行的衛(wèi)星,根據(jù)速度與周期和半徑的關(guān)系式v=
2πr
T
,判斷B和A的速度大。
2、物體A靜止于地球赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn),根據(jù)萬有引力等于重力G
Mm
R2
=mg
g=
GM
R2
,衛(wèi)星B為繞地球做圓周運動,根據(jù)萬有引力提供向心力提供向心力G
Mm
r2
=ma
a=
GM
r2
,可以判斷物體A和衛(wèi)星C的運動情況,衛(wèi)星B、C軌跡在P點相交,根據(jù)牛頓第二定律判斷加速度.
3、根據(jù)萬有引力提供向心力G
Mm
r2
=m
v2
r
v=
GM
r
,即軌道越小速度越大,C在近地點做離心運動,故速度更大,所以衛(wèi)星C在近地點的運行速率大于衛(wèi)星B的運行速率.
4、根據(jù)萬有引力提供向心力提供向心力G
Mm
r2
=ma
a=
GM
r2
,判斷B、C的加速度大。
解答:解:A、A的線速度為vA=
2πR
T
,R為地球半徑,T為地球自轉(zhuǎn)的周期24h,C的線速度vC=
2π(R+h)
T′
,h為C距離地面的高度,T′為C的周期,從線速度的表達式可知衛(wèi)星C的運行線速度不可能等于物體A的線速度.故A錯誤.
B、物體A靜止于地球赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn),根據(jù)萬有引力等于重力G
Mm
R2
=mg
g=
GM
R2
,衛(wèi)星B為繞地球做圓周運動,根據(jù)萬有引力提供向心力提供向心力G
Mm
r2
=ma
a=
GM
r2
,可知衛(wèi)星B的加速度較小,故B錯誤.
C、假如有一衛(wèi)星D繞經(jīng)過C的近地點的圓形軌道做勻速圓周運動,則根據(jù)萬有引力提供向心力G
Mm
r2
=m
v2
r
v=
GM
r
,即軌道越小速度越大,所以該D衛(wèi)星的速度大于B的速度,C在近地點的速度要大于D的速度
GM
r
,做離心運動才能做橢圓運動,所以衛(wèi)星C在近地點的運行速率大于衛(wèi)星B的運行速率.故C正確.
D、根據(jù)萬有引力提供向心力提供向心力G
Mm
r2
=ma
a=
GM
r2
,衛(wèi)星B在P點與衛(wèi)星 C在該點到地球的距離相同,故加速度相同,故D錯誤.
故選:C.
點評:本題關(guān)鍵求解出線速度和加速度的表達式,再進行討論,要根據(jù)題意靈活地選擇恰當?shù)谋磉_式形式分析.要注意衛(wèi)星在橢圓軌道運行,萬有引力與向心力不等.
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天平
天平
、
刻度尺
刻度尺

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重力勢
重力勢
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上升高度
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