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某人试图发射一颗绕地球做圆周运动的卫星,下列设想中哪些是可以实现的?(设地球半径为6 400 km,地球表面的重力加速度为9.8 m/s2)(    )

A.环绕速度为9.7 km/s                   B.环绕速度为6.5 km/s

C.周期为12 h                               D.周期为1 h

解析:卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力是地球对卫星的引力,因地球可看作均匀球体,卫星可看作质点,所以万有引力定律的表达式是适用的.

    由G=m和G=m·r()2

    得v=  T=2πr

    由以上的表达式可以看出,r越小,v越大,T越小.当r近似为地球半径R时,v最大,T最小.在地球表面,有

G=mg,即GM=R2g

    所以  vmax===7.9 km/s

Tmin=2π=2π=85 min

    即绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度为7.9 km/s,最短周期为85 min.所以A、D不能实现,B、C可以实现.

答案:BC

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②该平台的旋转的角速度是多大?
(2)(地球质量为M,半径为r,万有引力常量为G,发射一颗绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星,卫星的速度称为第一宇宙速度.
①试推导由上述各量表达的第一宇宙速度的计算式,要求写出推导依据.
②若已知第一宇宙速度的大小为v=7.9km/s,地球半径r=6.4×106m,万有引力恒量G=6.67×10-11 N?m2/kg2,求地球质量(结果要求二位有效数字).

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A.环绕速度为9.7 km/s

B.环绕速度为6.5 km/s

C.周期为12 h

D.周期为1 h

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A.环绕速度为9.7 km/s

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