同步卫星离地心的距离为r,运行速度为v1,地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2,第一宇宙速度为v1,地球半径为R,则下列式子正确的是A.a1/a2=r/R B.a1/a2=(R/r)^2 C.v1/v2=r/R D.v1/v2=(R/r)^1/2用a=w^2r能算出A来 但是用a=GM/r^2不就能算出B吗用v=根号下GM/r能算出D来 但是用v=wr不就能算出C吗这公式到底应该用哪个

问题描述:

同步卫星离地心的距离为r,运行速度为v1,地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2,第一宇宙速度为v1,地球半径为R,则下列式子正确的是
A.a1/a2=r/R B.a1/a2=(R/r)^2 C.v1/v2=r/R D.v1/v2=(R/r)^1/2
用a=w^2r能算出A来 但是用a=GM/r^2不就能算出B吗
用v=根号下GM/r能算出D来 但是用v=wr不就能算出C吗
这公式到底应该用哪个

首先,a1是同步卫星的加速度吧,第一宇宙速度为v2吧!如果是的话,那么分析如下:
a1是由地球与同步卫星之间的万有引力提供的,所以等于GM/r^2,。
a2是随地球自转物体的加速度,只是一部分地球与物体之间的万有引力提供的,等于(GM/R^2)-g。
二者的角速度相同,可以用a=w^2r推导。
(注意,这里的a2不等于g,也不等于万有引力的加速度,在赤道地面上的物体虽然在做圆周运动,但它的线速度很低,远小于第一宇宙速度,所以所需的向心加速度a远小于GM/R^2,他们的差值就是在赤道上的g,所以物体才会吸附在地面上。)
v2是第一宇宙速度,v2^2 /R=GM/R^2,它的角速度w2并不等于地球的自转角速度,而是远大于它。
v1为同步卫星的线速度,满足v1^2 /r=GM/r^2,并且它的角速度w1与地球相同。
可以看出w2远大于w1。所以不能用v=wr推导。
(所谓第一宇宙速度,即以这一速度和地球半径作圆周运动的物体,它所受的万有引力恰好等于它所需的向心力,地球上的物体大于这一速度时就会飞离地球不在落回地面。)
这类题的关键是仔细分析几种卫星和地面上物体的实际运动情况,仔细分析题中a1、a2、r、R、v1、v2、w代表的实际意义、大小,不要简单地套用公式。

设地球质量为m0,同步卫星的质量为m1,地球赤道上的物体的质量为m2,地球表面附近的物体质量为m3,对同步卫星有a1=ω^2r,对赤道上的物体a2=ω^2R(ω为地球自转角速度),由以上二式得a1/a2=r/R ,所以A选项正确.依牛顿第二...