题目内容

【题目】如图所示,A是地球的同步卫星.另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h.已知地球半径为R,地球自转角速度为ωo , 地球表面的重力加速度为g,O为地球中心.

(1)求卫星B的运行周期.
(2)如果卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),则至少经过多长时间,他们再一次相距最近?

【答案】
(1)解:设地球质量为M,卫星质量为m,根据万有引力和牛顿运动定律,有:

在地球表面有:

联立得:

答:卫星B的运行周期是


(2)解:它们再一次相距最近时,一定是B比A多转了一圈,有:

ωBt﹣ω0t=2π

其中 得:

答:至少经过 ,它们再一次相距最近


【解析】研究卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式表示出周期.

卫星A、B绕地球做匀速圆周运动,当卫星B转过的角度与卫星A转过的角度之差等于2π时,卫星再一次相距最近.

【考点精析】本题主要考查了万有引力定律及其应用的相关知识点,需要掌握应用万有引力定律分析天体的运动:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F=F向;应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算才能正确解答此题.

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