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人造地球卫星在半径为r的轨道上绕地球作匀速圆周运动,卫星所受的向心力与轨道半径r的关系,下列说法中正确的是(  )
分析:行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为F=m
v2
r
.天文观测难以直接得到行星运动的速度v,但是可以得到行星公转的周期T,它们之间的关系为v=
2πr
T
,把这个结果代入上面向心力的表达式,整理后得到F=
4π2mr
T2
.不同行星公转周期是不同的,F跟r关系的表达式中不应出现周期T,所以要设法消去式中的T.根据开普勒第三定律
a3
T2
=k,这里的a为r,所以T2=
r3
k
,代入上式便得到F=4π2k?
m
r2
解答:解:设行星的质量为m,速度为v,行星到太阳的距离为r,则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为F=m
v2
r

又因为v=
2πr
T
,代入上面向心力的表达式,整理后得到F=
4π2mr
T2

根据开普勒第三定律
a3
T2
=k,这里的a为r,所以T2=
r3
k
,代入上式便得到F=4π2k?
m
r2

故卫星所受的向心力与轨道半径r的平方成反比.
故A正确,BCD错误.
故选:A.
点评:本题是根据开普勒第三定律推导万有引力的问题,注意行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为F=m
v2
r
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?天津三模)物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能.若取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为m0的质点距质量为M0的引力源中心为r0时,其万有引力势能EP=-
GM0m0
r0
(式中G为引力常数).一颗质量为m的人造地球卫星以半径为r1圆形轨道环绕地球飞行,已知地球的质量为M,要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径增大为r2,则卫星上的发动机所消耗的最小能量为(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

阅读下列材料,并结合材料解题

开普勒从1909年——1919年发表了著名的开普勒行星三定律:

第一定律:所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动,太阳在这个椭圆的一个焦点上

第二定律:太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积

第三定律:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等

实践证明,开普勒三定律也适用于人造地球卫星的运动,如果人造地球卫星沿半径为r的圆形轨道绕地球运动,当开动制动发动机后,卫量速度降低并转移到与地球相切的椭圆轨道,如图问在这之后,卫星经过多长时间着陆?空气阻力不计,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,圆形轨道作为椭圆轨道的一种特殊形式。

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年贵州省遵义市示范高中高一下学期半期考试物理试卷(带解析) 题型:单选题

人造地球卫星在半径为r的轨道上绕地球作匀速圆周运动,卫星所受的向心力与轨道半径r的关系,下列说法中正确的是:

A.由可知,向心力与r2成反比
B.由可知,向心力与r成反比
C.由可知,向心力与r成正比
D.由可知,向心力与r 无关

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科目:高中物理 来源:2015届贵州省遵义市高一下学期半期考试物理试卷(解析版) 题型:选择题

人造地球卫星在半径为r的轨道上绕地球作匀速圆周运动,卫星所受的向心力与轨道半径r的关系,下列说法中正确的是:

A.由可知,向心力与r2成反比

B.由可知,向心力与r成反比

C.由可知,向心力与r成正比

D.由可知,向心力与r 无关

 

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