10. (4分)木卫一和木卫二都绕木星做匀速圆周运动。它们的周期分别为42h46min和
85h22min,它们的轨道半径分别为R 1 和R 2,线速度分别为v 1 和v 2,则( )
参考答案
D
2022_上海卷 (物理)
10. (4分)木卫一和木卫二都绕木星做匀速圆周运动。它们的周期分别为42h46min和
85h22min,它们的轨道半径分别为R 1 和R 2,线速度分别为v 1 和v 2,则( )
D
【解答】
(4分)木卫一和木卫二都绕木星做匀速圆周运动。它们的周期分别为42h46min和
85h22min,它们的轨道半径分别为R 1 和R 2,线速度分别为v 1 和v 2,则( )
A.R1<R2,v1<v2 B.R1>R2,v1<v2
C.R1>R2,v1>v2 D.R1<R2,v1>v2
【答案】D
【分析】根据万有引力公式结合周期的大小关系先得出半径的大小关系,再结合线速度
的表达式分析出线速度的大小关系。
【解答】解:根据万有引力提供向心力可得:
𝐺𝑀𝑚
𝑅$2 =$ 𝑚4𝜋2
𝑇2𝑅 = 𝑚𝑣2
𝑅
解得:𝑇 = 4𝜋2𝑅3
𝐺𝑀 ,𝑣 = 𝐺𝑀
𝑅
根据题目可知,木卫一的周期小于木卫二的周期,则R1<R2; 根据线速度的表达式可知,
v1>v2。故D正确,ABC错误;
故选:D。
【点评】本题主要考查了万有引力定律的相关应用,理解物体做圆周运动的向心力来源,
结合向心力公式即可完成分析,难度不大。