一颗人造卫星的质量为m,离地面的高度为h,卫星做匀速圆周运动,已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,求:
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解题思路:(1)卫星绕地球做圆周运动靠万有引力提供向心力,根据万有引力定律和黄金代换式求出向心力的大小.

(2、3)根据万有引力提供向心力结合黄金代换式求出卫星的速率和周期.

(1)根据黄金代换式得:GM=gR2

则向心力 F=

GMm

(R+h)2=

mgR2

(R+h)2

(2)根据万有引力提供向心力,F=

GMm

(R+h)2=m

v2

(R+h)

解得:v=

gR2

R+h

(3)根据万有引力提供向心力,F=

GMm

(R+h)2=m

4π2

T2(R+h)

解得:T=

4π2(R+h)3

gR2

答:(1)卫星受到的向心力的大小为

mgR2

(R+h)2.

(2)卫星的速率为v=

gR2

R+h.

(3)卫星环绕地球运行的周期T=

4π2(R+h)3

gR2.

点评:

本题考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.

考点点评: 解决本题的关键掌握卫星绕地球做圆周运动靠万有引力提供向心力,以及掌握黄金代换式GM=gR2.