【題目】地球赤道上的重力加速度為g,物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a,衛(wèi)星甲、乙、丙在如圖所示三個橢圓軌道上繞地球運行,衛(wèi)星甲和乙的運行軌道在P點相切,以下說法中正確的是( 。

A.如果地球自轉(zhuǎn)的角速度突然變?yōu)樵瓉淼? 倍,那么赤道上的物體將會“飄”起來
B.衛(wèi)星甲、乙經(jīng)過P點時的加速度大小相等
C.衛(wèi)星甲的周期最大
D.三個衛(wèi)星在遠地點的速度可能大于第一宇宙速度

【答案】B,C
【解析】解:A、使地球上的物體票“飄”起來即物體處于完全失重狀態(tài),即此時物體所受地球的重力完全提供物體隨地球自轉(zhuǎn)時的向心力則有:

當物體飄起來的時候,萬有引力完全提供向心力,則此時物體的向心加速度為 即此時的向心加速度a′=g+a

根據(jù)向心加速度和轉(zhuǎn)速的關(guān)系有:a=R(n2π)2,a′=R(n′2π)2可得: n= ,故A不符合題意;

B、根據(jù)牛頓第二定律得: ,得衛(wèi)星的加速度a= ,M是地球的質(zhì)量,r是衛(wèi)星到地心的距離,衛(wèi)星甲、乙分別經(jīng)過P點時r相同,則加速度相等.故B符合題意;

C、根據(jù)開普勒第三定律知,橢圓半長軸越大,衛(wèi)星的周期越大,衛(wèi)星甲的半長軸最大,故甲的周期最大.故C符合題意;

D、根據(jù)萬有引力提供向心力 ,得 ,軌道半徑越小,速度越大,當軌道半徑最小等于地球半徑時,速度等于第一宇宙速度.

假設(shè)一位衛(wèi)星繞經(jīng)過遠地點的圓軌道做圓周運動,則此衛(wèi)星的速度一定小于第一宇宙速度,衛(wèi)星從該軌道進入橢圓軌道,要做減速運動,速度要變小,故三個衛(wèi)星的速度均小于第一宇宙速度.故D不符合題意.

故答案為:BC.

根據(jù)發(fā)射速度大小,分析衛(wèi)星發(fā)射的難易程度,發(fā)射速度越大,發(fā)射越困難.機械能跟衛(wèi)星的速度、高度和質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量未知時,是無法比較衛(wèi)星的機械能大小的.根據(jù)開普勒第三定律知,橢圓半長軸越大,衛(wèi)星的周期越大.由牛頓第二定律研究加速度.

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B.0~t2時間內(nèi)甲的速度和乙的速度始終不相等
C.0~t3時間內(nèi)甲和乙的位移相等
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