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已知地球半径R,地球质量M,引力常量为G
(1)若有一颗近地卫星围绕地球作匀速圆周运动,求其速度v的大小.
(2)若地球自转周期为T,发射一颗地球同步卫星,使它在赤道上空运转,求其离地的高度H为多少?
分析:(1)由万有引力充当向心力可得出线速度的大小;
(2)地球同步卫星的周期与地球自转周期相同,则由万有引力充当向心力可求得其离地高度.
解答:解:(1)由G
Mm
R2
=m
v2
r
可得:
速度v=
GM
R

(2)地球同步卫星的周期等于地球的自转周期,故有:
G
Mm
(R+H)2
=m
4π2
T2
(R-H)
解得:卫星的离地高度H=
3
GMT2
4π2
-R
点评:人造地球卫星所受到的万有引力充当向心力,故由向心力公式可求得线速度、角速度、周期等.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

神舟五号载人飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高度h=342km的圆形轨道.已知地球半径R=6.37×103km,地面处的重力加速度g=10m/s2.试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式(用h、R、g表示),然后计算周期的数值(保留两位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:

2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星,其定点位置与东经98°的经线在同一平面内,若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为98°和北纬α=40°,已知地球半径R、地球自转周期T、地球表面重力加速度g(视为常量)和光速c.试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间(要求用题给的已知量的符号表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:

2000年1月26日我国发射了一颗地球同步卫星,其定点位置与东经98°的经线在同一平面内.如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1;然后点火,使其沿椭圆轨道2运行;最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点.轨道2、3相切于P点.当卫星分别在l、2、3轨道上正常运行时,
(1)若设卫星在轨道1上的速率、角速度分别为v1、ω1;卫星在轨道3上的速率、角速度分别为v3、ω3,则v1
v3,ω1
ω3(填“>”、“=”或“<”)
(2)若设卫星在轨道1上经过Q点的加速度为a1Q;卫星在轨道2上经过Q点时的加速度和经过P点的加速度分别为a2Q、a2p;卫星在轨道3上经过P点时的加速度为a3p,则以下选项中正确的是
BD
BD

A.a1Q>a2Q     B.a1Q=a2Q  C.a2P<a3P     D.a2P=a3P
(3)若把甘肃省嘉峪关处的经度与纬度,近似的取为东经98°和北纬α=40°,已知地球半径R,地球自转周期T,地球表面重力加速度g(视为常量)和光速c,试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间(要求用题给的已知量的符号表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:

地球以角速度ω0绕地轴自转,一只热气球相对地面静止在赤道上空(不计气球离地高度),已知地球半径为R,在距地面h高处的圆形轨道上有一颗人造地球卫星,设地球质量为M,热气球的质量为m,人造地球卫星的质量为m1,根据上述条件,有一位同学列出了以下两个式子:
对热气球有:G
Mm
R2
=mω02R
  (1)
对人造地球卫星有:G
Mm1
(R+h)2
=m1ω2(R+h)
  (2)
进而求出了人造地球卫星绕地球运行的角速度ω这两个式子中有一个是错误的,找出来,并说明理由.现补充一个条件:已知第一宇宙速度为v1,求距地h处的人造地球卫星绕地球运行的角速度ω

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