Question

（2006?宿迁三模）火星有两颗卫星，分别是火卫I和火卫II，它们的轨道近似为圆，已知火卫I的周期为7小时39分，火卫II的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（　　）

A．火卫II距火星表面较近

B．火卫II的角速度大

C．火卫I的运动速度较大

D．火卫I的向心加速度较大

Answer 1

分析：根据卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可．

解答：解：卫星绕火星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、火星质量为M，有
F=F_向
F=G

Mm

r2

F_向=m

v2

r

=mω²r=m（

2π

T

）²r
因而
G

Mm

r2

=m

v2

r

=mω²r=m（

2π

T

）²r=ma
解得
v=

GM r

①
T=2π

r3 GM

②
ω=

GM r3

③
a=

GM

r2

④
由于火卫二周期较大，根据②式，其轨道半径较大，再结合①③④式，可知火卫二的线速度较小、角速度较小、加速度较小；
故选CD．

点评：本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论．