已知地球半徑R,地球質(zhì)量M,引力常量為G
(1)若有一顆近地衛(wèi)星圍繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng),求其速度v的大。
(2)若地球自轉(zhuǎn)周期為T,發(fā)射一顆地球同步衛(wèi)星,使它在赤道上空運(yùn)轉(zhuǎn),求其離地的高度H為多少?
分析:(1)由萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力可得出線速度的大小;
(2)地球同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,則由萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力可求得其離地高度.
解答:解:(1)由G
Mm
R2
=m
v2
r
可得:
速度v=
GM
R
;
(2)地球同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期,故有:
G
Mm
(R+H)2
=m
4π2
T2
(R-H)
解得:衛(wèi)星的離地高度H=
3
GMT2
4π2
-R
;
點(diǎn)評(píng):人造地球衛(wèi)星所受到的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力,故由向心力公式可求得線速度、角速度、周期等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

神舟五號(hào)載人飛船在繞地球飛行的第5圈進(jìn)行變軌,由原來(lái)的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨萮=342km的圓形軌道.已知地球半徑R=6.37×103km,地面處的重力加速度g=10m/s2.試導(dǎo)出飛船在上述圓軌道上運(yùn)行的周期T的公式(用h、R、g表示),然后計(jì)算周期的數(shù)值(保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

2000年1月26日我國(guó)發(fā)射了一顆同步衛(wèi)星,其定點(diǎn)位置與東經(jīng)98°的經(jīng)線在同一平面內(nèi),若把甘肅省嘉峪關(guān)處的經(jīng)度和緯度近似取為98°和北緯α=40°,已知地球半徑R、地球自轉(zhuǎn)周期T、地球表面重力加速度g(視為常量)和光速c.試求該同步衛(wèi)星發(fā)出的微波信號(hào)傳到嘉峪關(guān)處的接收站所需的時(shí)間(要求用題給的已知量的符號(hào)表示).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

2000年1月26日我國(guó)發(fā)射了一顆地球同步衛(wèi)星,其定點(diǎn)位置與東經(jīng)98°的經(jīng)線在同一平面內(nèi).如圖所示,發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí),先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1;然后點(diǎn)火,使其沿橢圓軌道2運(yùn)行;最后再次點(diǎn)火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點(diǎn).軌道2、3相切于P點(diǎn).當(dāng)衛(wèi)星分別在l、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí),
(1)若設(shè)衛(wèi)星在軌道1上的速率、角速度分別為v1、ω1;衛(wèi)星在軌道3上的速率、角速度分別為v3、ω3,則v1
v3,ω1
ω3(填“>”、“=”或“<”)
(2)若設(shè)衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的加速度為a1Q;衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度和經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的加速度分別為a2Q、a2p;衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度為a3p,則以下選項(xiàng)中正確的是
BD
BD

A.a(chǎn)1Q>a2Q     B.a(chǎn)1Q=a2Q  C.a(chǎn)2P<a3P     D.a(chǎn)2P=a3P
(3)若把甘肅省嘉峪關(guān)處的經(jīng)度與緯度,近似的取為東經(jīng)98°和北緯α=40°,已知地球半徑R,地球自轉(zhuǎn)周期T,地球表面重力加速度g(視為常量)和光速c,試求該同步衛(wèi)星發(fā)出的微波信號(hào)傳到嘉峪關(guān)處的接收站所需的時(shí)間(要求用題給的已知量的符號(hào)表示).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

地球以角速度ω0繞地軸自轉(zhuǎn),一只熱氣球相對(duì)地面靜止在赤道上空(不計(jì)氣球離地高度),已知地球半徑為R,在距地面h高處的圓形軌道上有一顆人造地球衛(wèi)星,設(shè)地球質(zhì)量為M,熱氣球的質(zhì)量為m,人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量為m1,根據(jù)上述條件,有一位同學(xué)列出了以下兩個(gè)式子:
對(duì)熱氣球有:G
Mm
R2
=mω02R
  (1)
對(duì)人造地球衛(wèi)星有:G
Mm1
(R+h)2
=m1ω2(R+h)
  (2)
進(jìn)而求出了人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度ω這兩個(gè)式子中有一個(gè)是錯(cuò)誤的,找出來(lái),并說(shuō)明理由.現(xiàn)補(bǔ)充一個(gè)條件:已知第一宇宙速度為v1,求距地h處的人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度ω

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