人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为r,线速度为v,周期为T,若要使卫星的周期变为2T,下列办法中可能的是( )A. r不变,使线速度为v2B. v不变,使轨道半径增为2rC. 使轨道半径变为34rD. 无法实现
问题描述:
人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为r,线速度为v,周期为T,若要使卫星的周期变为2T,下列办法中可能的是( )
A. r不变,使线速度为
v 2
B. v不变,使轨道半径增为2r
C. 使轨道半径变为
r
3
4
D. 无法实现
答
A、若半径r不变,使卫星的线速度减小,卫星将做近心运动,周期减小.故A错误.
B、若v不变,卫星只能在原轨道上运动,半径不变,周期也不变.故B错误.
C、设地球的质量为M,卫星的质量为m.由牛顿第二定律得:
G
=mMm r2
得到T=2π4π2r T2
r3 GM
根据数学知识可知,使轨道半径r变为
r时,卫星的周期变2T.
3
4
故选C
答案解析:人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,牛顿第二定律推导周期T与半径的关系,选择可能的办法.若半径r不变,使卫星的线速度减小,卫星将做近心运动,周期减小.若v不变,卫星只能在原轨道上运动,周期不变.
考试点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
知识点:本题考查卫星的变轨问题,当卫星的速度增加时,做离心运动,半径增加;当卫星速度减小,做近心运动,半径减小.