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(1)已知地球质量为M,引力常量为G,地球自转周期为T.求同步卫星离地心的距离.(2)已知地球半径为R,地球自转周期为T,贴近地球运行的卫星的周期为T0.求同步卫星离地心的距离.

网友投稿  2022-10-05 00:00:00  互联网

◎ 题目

(1)已知地球质量为M,引力常量为G,地球自转周期为T.求同步卫星离地心的距离.
(2)已知地球半径为R, 地球自转周期为T,贴近地球运行的卫星的周期为T0.求同步卫星离地心的距离.
(3)已知地球半径为R,地面附近引力场强度约等于地面附近重力加速度g,地球自转周期为T.求同步卫星离地心的距离.

◎ 答案

r=[GMT2/(4π2)]1/3  r=(T2/T02)1/3R  r=[gR2T2/(4π2)] 1/3

◎ 解析


试题分析:
(1)设同步卫星离地心的距离为r. 地球对同步卫星的万有
引力F产生向心加速度a:
而                  F=GMm/r2  a=ω2r=4π2r/T2
所以           GMm/r2=4π2mr/T2
即               GMT2=4π2r3
于是                r=[GMT2/(4π2)]1/3            (4分)
(2)同步卫星的运行周期等于地球的自转周期T.设同步卫星离
地心的距离为r.由  GMm/r2=4π2mr/T2
可以得到           GMT2=4π2r3
类似地,贴近地球运行的卫星满足 GMT02=4π2R3
由以上两式可得   T2/T02=r3/R3 于是 r=(T2/T02)1/3R  (4分)
(3)同步卫星的运行周期等于地球自转的周期T.设同步卫星离
地球的距离为r.则 GMm/r2=4π2mr/T2 即            r=[GMT2/(4π2)]1/3  
又            g=F/m1=(GMm1/R2)/m1即            g=GM/R2
即 GM=gR2  可得r=[gR2T2/(4π2)] 1/3                (4分)
点评:万有引力充当向心力,然后结合牛顿第二定律列式求解

◎ 知识点

    专家分析,试题“(1)已知地球质量为M,引力常量为G,地球自转周期为T.求同步卫星离地心的距离.(2)已知地球半径为R,地球自转周期为T,贴近地球运行的卫星的周期为T0.求同步卫星离地心的距离.…”主要考查了你对  【人造地球卫星】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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