某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为地球半径R的3倍,已知地面附近的重力加速度为g,引力常量为G,求这颗人造地球卫星的向心加速度和周期.

问题描述:

某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为地球半径R的3倍,已知地面附近的重力加速度为g,引力常量为G,求这颗人造地球卫星的向心加速度和周期.

设地球的质量为M,人造地球卫星的质量为m,由万有引力定律有

GMm
(3R)2
=ma
地面附近有:mg=
GMm
R2

两式联立解得这颗人造地球卫星的向心加速度为:a=
1
9
g
.        
由公式a=(
T
)2•3R
                     
解得人造地球卫星的周期为T=6π
3R
g

答:这颗人造地球卫星的向心加速度为:a=
1
9
g
. 周期为T=6π
3R
g

答案解析:地面附近有:mg=GMmR2,将该公式与万有引力提供卫星的向心力的动力学公式结合,即可求得结果.
考试点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
知识点:该题中,万有引力提供向心力,在地面附近有:mg=GMmR2 的应用是解题的重要公式.