已知地球的自转周期和半径分别为T和R,地球同步卫星A的圆轨道半径为h。卫星B沿半径为r(r<h)的圆轨道在地球赤道的正上方运行,其运行方向与地球自转方向相同。求:(1)卫星B做圆

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 万有引力定律/2022-10-08 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

已知地球的自转周期和半径分别为T和R,地球同步卫星A的圆轨道半径为h。卫星B沿半径为r(r<h)的圆轨道在地球赤道的正上方运行,其运行方向与地球自转方向相同。求:
(1)卫星B做圆周运动的周期;
(2)卫星A和B连续地不能直接通讯的最长时间间隔(信号传输时间可忽略)。

◎ 答案

(1);(2)(arcsin+arcsin)T

◎ 解析


试题分析:(1)设卫星B绕地心转动的周期为T′,地球质量为M,卫星A、B的质量分别为m、m′,根据万有引力定律和圆周运动的规律有:
=mh       ①
=m′r           ②
联立①②两式解得:T′=               ③
(2)设卫星A和B连续地不能直接通讯的最长时间间隔t,在时间间隔t内,卫星A和B绕地心转过的角度分别为α和β,则:α=×2π,β=×2π                                                           ④
若不考虑卫星A的公转,两卫星不能直接通讯时,卫星B的位置应在下图中B点和B′点之间,图中内圆表示地球的赤道。

由图中几何关系得:∠BOB′=2(arcsin+arcsin)         ⑤
由③式知,当r<h时,卫星B比卫星A转得快,考虑卫星A的公转后应有:β-α=∠BOB′       ⑥
由③④⑤⑥式联立解得:t=(arcsin+arcsin)T

◎ 知识点

    专家分析,试题“已知地球的自转周期和半径分别为T和R,地球同步卫星A的圆轨道半径为h。卫星B沿半径为r(r<h)的圆轨道在地球赤道的正上方运行,其运行方向与地球自转方向相同。求:(1)卫星B做圆…”主要考查了你对  【万有引力定律】  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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