有一种卫星叫做极地卫星,其轨道平面与地球的赤道平面成90°角,它常应用于遥感探测.假设有一个极地卫星绕地球做匀速圆周运动

有一种卫星叫做极地卫星,其轨道平面与地球的赤道平面成90°角,它常应用于遥感探测.假设有一个极地卫星绕地球做匀速圆周运动,已知该卫星的运动周期为
T0
4
(T0为地球的自转周期),地球表面的重力加速度为g,地球半径为R.则:
(1)求地球的第一宇宙速度?
(2)该卫星一昼夜能有几次经过赤道上空?试说明理由.
(3)该卫星离地的高度H为多少?
94091441 1年前 已收到1个回答 举报

desrey 幼苗

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解题思路:(1)第一宇宙速度是圆形近地轨道的环绕速度,根据重力等于向心力求解.
(2)已知卫星运动周期与地球自转周期间的关系,可以求出卫星一昼夜经过赤道上空的次数.
(3)卫星做圆周运动所需向心力由万有引力提供,由牛顿第二定律可以求出卫星离地面的高度.

(1)第一宇宙速度是圆形近地轨道的环绕速度,根据重力等于向心力
mg=m
v2
R
v=
gR,
(2)卫星周期T=
T0
4,则卫星一昼夜绕地球转4圈,卫星每个周期经过赤道上空两次,因此一昼夜卫星经过地球赤道上空8次;
(3)卫星绕地球做圆周运动,由牛顿第二定律得:
GMm
(R+H)2=m
4π2
T2(R+H),
在地球表面的物体受到的重力等于万有引力,即:
G[Mm′
R2=m′g
解得:H=
3

gR2T20
64π2/]-R.
答:(1)地球的第一宇宙速度是
gR;
(2)该卫星一昼夜卫星经过地球赤道上空8次.
(3)该卫星离地的高度H为
3

gR2T20
64π2
-R.

点评:
本题考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.

考点点评: 万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律列方程可以求出卫星距地面的高度,解题时注意“黄金代换”的应用.

1年前

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