一道高一物理题(解答详细就给分)

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/01 04:54:53
A为地球赤道上放置的物体,随地球处置的线速度为v1,B为近地卫星,在地球表面附近绕地球运行,速度为v2,C为地球同步卫星,距地面高度为地球半径的5倍,绕地球运行的速度为v3,则v1:v2:v3=

1、先看B和C,两者都是以万有引力为向心力运行的卫星
根据万有引力定律和向心力公式,有
对于B:GMm/R^2 = mv2^2/R,解得v2=根下(GM/R)
对于C:GMm/(6R)^2 = mv3^2/(6R),解得v3=根下(GM/6R)
所以有 v2 : v3 = 根6 : 1

2、再看A和C,由于C同步卫星,所以A和C角速度相同,则
对于A:v1 = ωR
对于C:v3 = ω*6R
所以有 v1 : v3 = 1 : 6

综上
v1 : v2 : v3 = 1 : 6根6 : 6

赤道上物体与同步卫星的周期(角速度)相同,线速度与半径成正比,即V1:V3=1:6。
近地卫星与同步卫星,都是万有引力提供向心力,有V=根号(GM/R),所以V2:V3=根号6:1。
所以V1:V2:V3=1:6根号6:6。

很显然V1,V3的角速度一致,所以两个速度的比为环绕半径的比,设地球半径为R所以V1:V2=R:(R+5R)=1:6
设C的质量为m,地球质量为M, 所以 mv3^2/6R=GMm/(6R)^2 所以V3^2=GM/6R 因为B也在做圆周运动而且万有引力提供向心力,所以
社物体B的质量为m1 所以mv2^2/R=GMm/(R)^2,所以V2^2=GM/R 所以V2^2*R=V3^2*6R所以V2:V3=根号6:1
由以上所以结论得 V1:V2:V3=1:6*根号6:6