欧盟和我国合作的“伽利略”全球定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道面上的30颗轨道卫星组成,每个轨道平面上等间距部署10颗卫星,从而实现高精度的导航定位.现假
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欧盟和我国合作的“伽利略”全球定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道面上的30颗轨道卫星组成,每个轨道平面上等间距部署10颗卫星,从而实现高精度的导航定位.现假
题型:宿迁模拟
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欧盟和我国合作的“伽利略”全球定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道面上的30颗轨道卫星组成,每个轨道平面上等间距部署10颗卫星,从而实现高精度的导航定位.现假设“伽利略”系统中每颗卫星均绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径为r,一个轨道平面上某时刻10颗卫星所在位置分布如图所示.其中卫星1和卫星3分别位于轨道上的A、B两位置.若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力.则以下判断中正确的是( )
A.这10颗卫星的加速度大小相等,均为
R
2
g
r
2
B.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2
C.卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为
2πr
5R
r
g
D.卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零
答案
A、根据万有引力提供向心力
G
Mm
r
2
=ma
,a=
GM
r
2
,而GM=gR
2
,所以a=
R
2
g
r
2
.故A正确.
B、卫星在原轨道上向后喷气,速度增大,万有引力不够提供向心力,会做离心运动,离开原轨道.所以不会追上.故B错误.
C、根据万有引力提供向心力
G
Mm
r
2
=mrω
2
,
ω=
GM
r
3
=
g
R
2
r
3
,所以时间t=
2π
5
ω
=
2πr
5R
r
g
.故C正确.
D、卫星在做匀速圆周运动的过程,万有引力与速度方向垂直,不做功.故D正确.
故选ACD.
举一反三
某物体在地面上时受到的重力大小为G
0
,将它放到卫星中,在卫星以大小为a=
g
2
的加速度随火箭向上做匀加速升空的过程中,当支持该物体的支持物对其弹力大小为N时,卫星所在处的重力加速度g′的大小为______,卫星距地球表面的高度为______已知地球半径为R,地面重力加速度为g.
题型:不详
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2005年10月12日9时,“神舟六号”飞船发射升空,飞船按预定轨道在太空飞行四天零十九小时32分(用t表示),环绕地球77圈(用n表示).“神舟六号”运行过程中由于受大气阻力和地球引力的影响,飞船飞行轨道会逐渐下降.为确保正常运行,“神舟六号”飞船飞行到第30圈时,对飞船进行了一次精确的“轨道维持”(通过发动机向后喷气,利用反冲校准轨道).设总质量为m的“神舟六号”飞船的预定圆形轨道高度为h,当其实际运行高度比预定轨道高度低了△h时,控制中心开始启动轨道维持程序,开动小动量发动机,经时间△t后,飞船恰好重新进入预定轨道平稳飞行.地球半径为R,地球表面重力加速度为g.
(1)求“神舟六号”轨道离地面高度h的表达式(用题中所给的数据表示);
(2)已知质量为m的物体在地球附近的万有引力势能
E
p
=-
R
2
mg
r
(以无穷远处引力势能为零,r表示物体到地心的距离),忽略在轨道维持过程中空气阻力对飞船的影响,求在轨道维持过程中,小动量发动机的平均功率P的表达式(轨道离地面高度为h不用代入(1)问中求得的结果).
题型:不详
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我国于2003年10月15日成功发射并回收了“神舟”五号载入飞船,已知“神舟”五号绕地球飞行了14圈共历时约21小时,试计算飞船飞行轨道离地面的平均高度.取地球半径R=6400km,g=10m/s
2
.设飞船飞行14圈都做相同的圆轨道运行.
题型:不详
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晴天晚上,人能看见卫星的条件是卫星被太阳照着且在人的视野之内.一个可看成漫反射体的人造地球卫星的圆形轨道与赤道共面,卫星自西向东运动.春分期间太阳垂直射向赤道,赤道上某处的人在日落后8小时时在西边的地平线附近恰能看到它,之后极快地变暗而看不到了.已知地球的半径R
地
=6.4×10
6
m,地面上的重力加速度为10m/s
2
,估算:(答案要求精确到两位有效数字)
(1)卫星轨道离地面的高度.
(2)卫星的速度大小.
题型:广州一模
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在美英联军发动的对伊拉克的战争中,美国使用了先进的侦察卫星.据报道,美国有多颗最先进的KH-1、KH-2“锁眼”系列照相侦察卫星可以通过西亚地区上空,“锁眼”系列照相侦察 卫星绕地球沿椭圆轨道运动,近地点265km(指卫星与地面的最近距离),远地点650km(指卫星与地面的最远距离),质量13.6-18.2t.这些照相侦察卫星上装有先进的CCD数字照相机,能够分辨出地面上0.1m大小的目标,并自动地将照片传给地面接收站及指挥中心.由开普勒定律知道:如果卫星绕地球做圆周运动的圆轨道半径跟椭圆轨道的半长轴相等,那么,卫星沿圆轨道的周期跟卫星沿椭圆轨道运动的周期相等.请你由上述数据估算这些“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球运动的周期和卫星在远地点处的运动速率.地球的半径R=6400km,g取10m/s
2
.(保留两位有效数字)
题型:南京模拟
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