因同步卫星与地球自转同步,即T、ω相同,因此其相对地面静止,由公式 3GMGMm2
=m(R+h)ω得:h=-R,因G、M、ω、R均为定值,因此h一定为
ω2R+h2定值,故B对;因同步卫星周期T同=24小时,月球绕地球转动周期T月=27天,即
2π
T同<T月,由公式ω=T得ω同>ω月,故C对;同步卫星与静止在赤道上的物体具
a同R+h
有共同的角速度,由公式a向=rω2,可得:=R,因轨道半径不同,故其向心a物
加速度不同,D错误. 答案:BC 9.BD
10.B解析:地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同,
ar由a=w2r, a=w2R 可得,1=,B项正确;对于地球同步卫星和以第一宇
a2Rv12GM宙速度运动的近地卫星,由万有引力提供加速度,即m=m2,
rr2vRv2GMm=m2得1=, D项正确。 RRrv2二、填空题 11. 3.53km/s
12.解析:设地球质量为M,卫星的质量为m,则有
Mm=mw2(R+h) G2(R+h)GM 在地球表面,有g= 2R联立以上两式得h=答案:h=33gR2-R w2gR2-R 2w三、计算题
4p2L3m2Lm1L13. (16分) r1= r2= , T= m1+m2m1+m2GM解析:如图,设双星中质量为m1的天体轨道半径为r1,质量为m1的天体轨道半径为r2 据万有引力定律和牛顿第二定律,得:mmG122=m1w2r1 ①
Lo m1m2m2 m1 G2=m2w2r2 ② L
6
r1+r2=L ③
m2Lm1L由①②③联立解得:r1= r2=
m1+m2m1+m2m1m24p2再由:G2=m12r1 得运行的周期T=LT4p2L3 GM2v2-v0 14.解析:(1)小球做平抛运动,则落地时水平速度为v0,则vy= (2)小球竖直方向上,vy=gt
2v2-v0 则g= =ttMm 星球表面有G2=mg
Rvy2R2v2-v0 则M= Gt4p2 (3)星体表面mg=m2R
TRt 解得T=2p 22v-v0 答案:(1)vy=222Rv-v20v2-v0 (2)M= (3)T=2pGtRtv-v220 15.解析:(1)设地球质量为M,卫星质量为m,根据万有引力和牛顿运动定律,
有:
MmMm4p2G=mg 在地球表面有:G=m(R+h)222R(R+h)TB(R+h)3联立得:TB=2p
gR2(2)它们再一次相距最近时,一定是B比A多转了一圈,有:wBt-w0t=2p
2p2p其中wB= 得:t=
2TBgR-w03(R+h)
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