我国于1984年4月8日成功发射了一颗同步轨道(也叫静止轨道)通信卫星,8天后定位于东经125°的赤道上空,成为少数几个能独立发射同步卫星的国家之一.已知地球表
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我国于1984年4月8日成功发射了一颗同步轨道(也叫静止轨道)通信卫星,8天后定位于东经125°的赤道上空,成为少数几个能独立发射同步卫星的国家之一.已知地球表面的重力加速度g="9.8" km/s,地球半径R="6" 400 km,月球公转周期为T′="27" d,月球轨道半径R′≈60R,试求地球同步卫星距地面的高度和运行速度. |
答案
v≈3.1 km/s. |
解析
设地球质量为M,同步卫星质量为m,离地高度为h,其公转周期与地球自转周期相同为T="1" d="86" 400 s,由于地球对同步卫星的万有引力提供了卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力,因此有:
所以① 根据地面物体所受重力近似等于所受地球的万有引力,有:GM=gR2② 由①②式得同步卫星离地高度:③ 将g="9.8" m/s2,R=6.4×106 m,T=8.64×104 s 代入③式得:h≈3.6×107 m④ 同步卫星的运行速度为:⑤ 将有关数据代入⑤式解得:v≈3.1 km/s. |
举一反三
假设同步卫星的轨道半径是地球赤道半径的n倍,则( ) A.同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体向心加速度的 | B.同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体向心加速度的 | C.同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体向心加速度的n倍 | D.同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体向心加速度的n2倍 |
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一地球卫星高度等于地球半径,用弹簧秤将一物体悬挂在卫星内,物体在地球表面时,重力为98N,则它在卫星中受地球的引力为________N,物体的质量为________kg,弹簧秤的读数为_________N. |
(8分) 已知地球的半径为R,自转角速度为,地球表面的重力加速度为g,在赤道上空一颗相对地球静止的同步卫星离地面的高度h是多少?(用以上三个量表示) |
发射地球同步通信卫星的基本方法是,先用火箭将卫星送入一近地椭圆轨道a运行,然后开动星载火箭变轨,将其送入与地球自转同步的轨道b,变轨点选在轨道a与轨道b内切的Q点,如图所示。下列说法正确的是
A.卫星在Q点变轨时加速度变小 | B.卫星变轨后在Q点的机械能比变轨前的大 | C.卫星在轨道b运行速度小于在轨道a运行时的最小速度 | D.卫星在Q点变轨时星载火箭喷射气体的方向与卫星线速度方向相同 |
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