有一颗地球卫星,绕地球做匀速圆周运动卫星与地心的距离为地球半径的2倍,卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合。卫星上的太阳能收集板可以把光能转化为电能,太阳能收集板
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有一颗地球卫星,绕地球做匀速圆周运动卫星与地心的距离为地球半径的2倍,卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合。卫星上的太阳能收集板可以把光能转化为电能,太阳能收集板
题型:北京专项题
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有一颗地球卫星,绕地球做匀速圆周运动卫星与地心的距离为地球半径
的2倍,卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合。卫星上的太阳能收集板可以把光能转化为电能,太阳能收集板的面积为
,在阳光下照射下每单位面积提供的最大电功率为
。已知地球表面重力加速度为
,近似认为太阳光是平行光,试估算:
(1)卫星做匀速圆周运动的周期;
(2)卫星绕地球一周,太阳能收集板工作时间;
(3)太阳能收集板在卫星绕地球一周的时间内最多转化的电能?
答案
解:(1)地球卫星做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律:
①
在地球表面有:
②
∴卫星做匀速圆周运动的周期为:
③
(2)如图,当卫星在阴影区时不能接受阳光,据几何关系:∠AOB=∠COD=
④
∴卫星绕地球一周,太阳能收集板工作时间为:t=
T=
⑤
(3)最多转化的电能:
⑥
举一反三
某人造卫星运动的轨道可近似看作是以地心为中心的圆。由于阻力作用,人造卫星到地心的距离从r
1
慢慢变到r
2
,用E
Kl
、E
K2
分别表示卫星在这两个轨道上的动能,则
[ ]
A.r
1
<
r
2
,E
K1
<E
K2
B.r
1
>r
2
,E
K1
<E
K2
C.r
1
<r
2
,E
K1
>
E
K2
D.r
1
>r
2
,E
K1
>E
K2
题型:江苏专项题
难度:
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2009年5月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示,关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有
[ ]
A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能
C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
题型:江苏专项题
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图中虚线1、2、3、4是卫星运行的轨迹,1、2、3为在近地面发射卫星的轨迹(1为近似平抛、2为圆、3为椭圆),4为高空绕地球做圆周运动卫星轨迹。若不计大气阻力的影响,下面关于这些轨迹叙述正确的是
[ ]
A.若卫星运行的轨迹为1,说明卫星“发射速度”大于7.9km/s
B.若卫星运行的轨迹为3,说明卫星“发射速度”大于7.9km/s
C.若卫星运行的轨迹为2,说明卫星“运行速度”大于7.9km/s
D.若卫星运行的轨迹为4,说明卫星“运行速度”大于7.9km/s
题型:0103 期中题
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如图所示,a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a、b质量相同,且小于c的质量,则
[ ]
A.c所需向心力最小
B.a、b的向心加速度大小相等
C.当a转动一周时,b转动不到一周
D.使c短时间点火加速,c将做椭圆运动
题型:0103 期中题
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A 和B是绕地球做匀速圆周运动的卫星,已知
=
,轨道半径
,则B与A的
[ ]
A.加速度之比为4:1
B.周期之比为2
:1
C.线速度之比为
:1
D.角速度之比为1:
题型:0114 期中题
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