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圆轨道上运行的质量为m的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R,地面上的重力加速度为g,则卫星运动的线速度为
gR
2
gR
2
,加速度为
g
4
g
4
,周期为
R
g
R
g
,角速度为
g
8R2
g
8R2
分析:人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,根据人造卫星的万有引力等于向心力,列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式,再结合地球表面重力加速度的公式进行讨论即可.
解答:解: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,
设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有
GMm
r2
=m
v2
r
=ma=
 m?4π2r
T2
=mω2r
解得:v=
GM
r

a=
GM
r2

T=2π
r3
GM

ω=
GM
r3

根据题意得:r=R+R=2R⑤
根据地球表面物体的万有引力等于重力得:
GMm
R2
=mg⑥
由①⑤⑥得卫星运动的线速度v=
gR
2

由②⑤⑥得卫星运动的加速度a=
g
4

由③⑤⑥得卫星运动的周期T=4π
R
g

由④⑤⑥得卫星运动的角速度ω=
g
8R2

故答案为:
gR
2
g
4
,4π
R
g
g
8R2
点评:本题关键根据人造卫星的万有引力等于向心力,以及地球表面重力等于万有引力列两个方程求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

北京时间2009年3月1日下午15时36分,在距月球表面100 km的圆轨道上运行的质量为1.2×103 kg(连同燃料)的“嫦娥一号”卫星,在北京航天飞行控制中心科技人员的控制下发动机点火,在极短的时间内以4.92 km/s的速度(相对月球表面)向前喷出质量为50 kg的气体后,卫星减速,只在月球引力的作用下下落,最后成功撞击到月球东经52.36度、南纬1.50度的预定的丰富海区域,实现了预期目标,为中国探月一期工程画上一个圆满的句号。已知月球的半径R=1.7×103 km,月球表面的重力加速度g′=1.8 m/s2,求:

1.“嫦娥一号”在圆轨道上的运行速度大小

2.若忽略卫星下落过程中重力加速度的变化,求“嫦娥一号”撞击到月球表面时的速度大小

 

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求:(1)“嫦娥一号”在圆轨道上的运行速度;
(2)若忽略卫星下落过程中重力加速度的变化,求“嫦娥一号”撞击到月球表面时的速度.

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【小题1】“嫦娥一号”在圆轨道上的运行速度大小
【小题2】若忽略卫星下落过程中重力加速度的变化,求“嫦娥一号”撞击到月球表面时的速度大小

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科目:高中物理 来源:2012届度甘肃省高三第一学期期中考试物理卷 题型:计算题

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1.“嫦娥一号”在圆轨道上的运行速度大小

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