解题思路:题中涉及三个物体:地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体1、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星3;物体1与人造卫星2转动半径相同,物体1与同步卫星3转动周期相同,人造卫星2与同步卫星3同是卫星,都是万有引力提供向心力;分三种类型进行比较分析即可.
A、根据题意三者质量相等,轨道半径r1=r2<r3
物体1与人造卫星2比较,由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力,而近地卫星只受万有引力,故F1<F2 ,故A错误;
B、物体1和卫星3周期相等,则角速度相等,即ω1=ω3,而加速度a=rω2,则a3>a1,
卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力,
a=[GM
r2,则a2>a3,故B错误;
C、物体1和卫星3周期相等,则角速度相等,即ω1=ω3,根据v=rω,则v3>v1,
卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力,
根据
GMm
r2=m
v2/r],
解得v=
GM
r,知轨道半径越大,线速度越小,则v2>v3.故C错误;
D、物体1和卫星3周期相等,则角速度相等,即ω1=ω3,
卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力,
根据
GMm
r2=mω2r
ω=
GM
r3,ω3<ω2,
所以ω1=ω3<ω2,故D正确;
故选:D.
点评:
本题考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
考点点评: 本题关键要将物体1、人造卫星2、同步卫星3分为三组进行分析比较,最后再综合;一定不能将三个物体当同一种模型分析,否则会使问题复杂化.