选择题4.0分
物理

10.如图所示,a为放在地球赤道上随地球表面一起转动的物体,b为处于地面附近近地轨道上的卫星,c为地球同步卫星,d为高空探测卫星,若a、b、c、d的质量相同,地球表面附近的重力加速度为g。则下列说法正确的是(   )

A

ab的向心加速度都等于重力加速度g

B

b的角速度最大

C

c距离地面的高度不是一确定值

D

d是三颗卫星中动能最小,机械能最大的

正确答案及相关解析

正确答案

BD

解析

A、同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,角速度相同,则知a与c的角速度相同,根据知,c的向心加速度大.由牛顿第二定律得:,解得:,卫星的轨道半径越大,向心加速度越小,则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度,而b的向心加速度约为g,故知a的向心加速度小于重力加速度g,故A错误;

B、万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:,解得:,由于rb<rc<rd,则ωb>ωc>ωd,a与c的角速度相等,则b的角速度最大,故B正确;

C、c是同步卫星,同步卫星相对地面静止,c的轨道半径是一定的,c距离地面的是一确定值,故C错误;

D、卫星做圆周运动万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:,卫星的动能:,三颗卫星中d的轨道半径最大,则d的动能最小,机械能:,d的轨道半径最大,d的机械能最大,故D正确;

故选:BD.

考查方向

本题考查了万有引力定律的应用等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与牛顿第二定律,圆周运动等知识点交汇命题.

解题思路

同步卫星的周期、角速度与地球自转周期、角速度相等,同步卫星的轨道半径是确定的;卫星做圆周运动万有引力提供向心力,应用万有引力公式与牛顿第二定律求出周期、角速度、向心加速度,然后分析答题

易错点

对于卫星问题,要建立物理模型,根据万有引力提供向心力,分析各量之间的关系,并且要知道同步卫星的条件和特点.