某人造卫星绕地球做匀速圆周运动,它离地面的高度为h,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,试求:
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解题思路:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力充当向心力GMm(R+h)2=mv2R+h,对地球表面的物体,根据万有引力等于重力GMmR2=mg,联立解得卫星的线速度大小.再根据万有引力定律和牛顿第二定律GMm(R+h)2=ma,结合GMmR2=mg,解得向心加速度大小.

(1)人造卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力充当向心力可得

对卫星,有G

Mm

(R+h)2=m

v2

R+h

得卫星的线速度v=

GM

R+h

又因为地球表面的物体受到的重力等于万有引力G

Mm

R2=mg

得GM=R2g

所以v=

R2g

R+h

(2)根据万有引力提供向心力G

Mm

(R+h)2=ma

得a=

GM

(R+h)2

所以a=

R2g

(R+h)2

答:(1)卫星的线速度大小为

R2g

R+h;

(2)卫星的向心加速度大小为

R2g

(R+h)2.

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: 人造地球卫星所受到的万有引力充当向心力,地球表面的物体受到的重力等于万有引力,这两个关系是解决天体问题的重要的两个关系,一定要熟练掌握.