Question

7．如圖所示，a是地球的同步衛(wèi)星，b是位于赤道平面內(nèi)的近地衛(wèi)星，c為地面赤道上的物體，已知地球半徑為R，同步衛(wèi)星離地面的高度為h，則說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　�。�

• A． a、b加速度的大小之比為${（{\frac{R+h}{R}}）^2}$
• B． a、c加速度的大小之比為$1+\frac{h}{R}$
• C． a、b、c速度大小關(guān)系為v_a＞v_b＞v_c
• D． 要將b衛(wèi)星轉(zhuǎn)移到a衛(wèi)星的軌道上運(yùn)行至少需要對(duì)b衛(wèi)星進(jìn)行兩次加速

Answer 1

分析 a、b是地球衛(wèi)星，由萬(wàn)有引力提供向心力，列式可分析加速度、速度的關(guān)系．a(chǎn)、c的角速度都與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析加速度、速度的關(guān)系．

解答 解：A、a、b兩衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，則 G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=ma得 a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$=$\frac{GM}{（R+h）^{2}}$，
則得a、b加速度的大小之比為$\frac{{a}_{a}}{{a}_}$=（$\frac{R}{R+h}$）²，故A錯(cuò)誤．
B、a、c的角速度都與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等，由a=rω²，得：a、c加速度的大小之比：$\frac{{a}_{a}}{{a}_{c}}$=$\frac{R+h}{R}$，故B正確．
C、對(duì)于a、b，G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，得v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$，可知a、b速度大小關(guān)系為v_a＜v_b．
對(duì)于a、c，由v=rω，ω相等，可知v_b＞v_c．故C錯(cuò)誤．
D、要將b衛(wèi)星轉(zhuǎn)移到a衛(wèi)星的軌道上，先在近地軌道加速做離心運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入橢圓軌道，使橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)在同步軌道上，當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，再加速做離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入同步軌道，故將b衛(wèi)星轉(zhuǎn)移到a衛(wèi)星的軌道上運(yùn)行至少需要對(duì)b衛(wèi)星至少需要對(duì)b衛(wèi)星進(jìn)行兩次加速，故D正確．
本題選擇錯(cuò)誤的，故選：AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查萬(wàn)有引力在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，要注意分清是衛(wèi)星還是地面上的物體，明確在地球上的物體與衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)向心力是不同的．