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如图所示,在赤道上,发射两颗质量相同,沿赤道正上方圆形近地轨道绕地心做圆周运动的卫星A和B.A向正东方发射.B向正西方发射.不计空气阻力影响,但要考虑地球自转的作用.试分析、计算:

(1)发射哪一颗卫星消耗的能量较多?(填卫星A或卫星B)

(2)与另一颗卫星相比,要多消耗百分之几的燃料?(已知地球半径,地面附近重力加速度,引力常量.)

答案:卫星B;27%
解析:

(1)地球“自西向东”自转,赤道上各自西向东的线速度为

近地卫星的线速度,即第一宇宙速度,是相对于地心(不是相对地面)的线速度,根据牛顿第二定律

自西向东发射时,卫星相对地面的速度为

自东向西发射时,卫星相对地面的速度为

显见:自东向西发射的卫星扫消耗的能量,比自西向东发射的卫星A消耗的能量多.

(2)根据能量转化与守恒原理,发射卫星时消耗的燃料跟卫星获得的动能成正比,对质量相等的卫星来讲,则跟卫星的速度平方成正比:

可见:在赤道上发射相同质量的卫星,自东向西发射比自西向东发射要多消耗27%的燃料.


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,地球赤道上的山丘e,近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动.设e、p、q运动速率分别为v1、v2、v3,向心加速度大小分别为a1、a2、a3,则下列说法正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心匀速圆周运动.设e、p、q的匀速圆周运动速率分别是ve,vp,vq,向心加速度分别为ae,ap,aq,则(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:038

如图所示,在赤道上,发射两颗质量相同,沿赤道正上方圆形近地轨道绕地心做圆周运动的卫星A和B.A向正东方发射.B向正西方发射.不计空气阻力影响,但要考虑地球自转的作用.试分析、计算:

(1)发射哪一颗卫星消耗的能量较多?(填卫星A或卫星B)

(2)与另一颗卫星相比,要多消耗百分之几的燃料?(已知地球半径,地面附近重力加速度,引力常量.)

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如图所示,在赤道上,发射两颗质量相同、沿赤道正上方圆形近地轨道绕地心做圆周运动的卫星A和B.A向正东方发射,B向正西方发射.不计空气阻力影响,但要考虑地球自转的作用.试分析、计算:发射哪一颗卫星消耗的能量较多?

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