(1)試由萬有引力定律推導(dǎo):繞地球做圓周運動的人造衛(wèi)星的周期T跟它軌道半徑r的3/2次方成正比.
(2)A、B兩顆人造衛(wèi)星的繞地球做圓周運動,它們的圓軌道在同一平面內(nèi),周期之比是
T1
T2
=
3
3
2
2
.若兩顆衛(wèi)星的最近距離等于地球半徑R,求這兩顆衛(wèi)星的周期各是多少?從兩顆衛(wèi)星相距最近開始計時到兩顆衛(wèi)星相距最遠至少經(jīng)過多少時間?已知在地面附近繞地球做圓周運動的衛(wèi)星周期為T0
(1)人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動,萬有引力充當(dāng)向心力:
G
Mm
r2
=m(
T
)2r

解得:T=
GM
r
3
2

地球質(zhì)量M是常量,因此人造衛(wèi)星繞地球運動的周期T與其軌道半徑r的
3
2
次方成正比.
(2)設(shè)B衛(wèi)星軌道半徑為r2,則A衛(wèi)星軌道半徑為r1=r2+R
T1
T2
=
(r2+R)
3
2
r
3
2
2
=
3
3
2
2
     ①
解得r2=2R,r1=3R
可得:
T1
T0
=
r
3
2
1
R
3
2
=3
3

T2
T0
=
r
3
2
2
R
3
2
=2
2

T1=3
3
T0

T2=2
2
T0

設(shè)A、B兩衛(wèi)星從相距最近開始經(jīng)過時間t第一次達相距最遠,有
T2
-
T1
)t=π   ②
解得時間t=
3
6
T0
3
3
-2
2
≈3.1T0
答:(1)證明如上;
(2)這兩顆衛(wèi)星的周期分別是3
3
T0
、2
2
T0
;從兩顆衛(wèi)星相距最近開始計時到兩顆衛(wèi)星相距最遠至少經(jīng)過3.1T0
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