题目内容
【题目】我国通信卫星的研制始于70年代331卫星通信工程的实施,到1984年4月,我国第一颗同步通信卫星发射成功并投入使用,标志着我国通信卫星从研制转入实用阶段,现正在逐步建立同步卫星与“伽利略计划”等中低轨道卫星等构成的卫星通信系统。
(1)若已知地球的平均半径为R0,自转周期为T0,地表的重力加速度为g,试求同步卫星的轨道半径R;
(2)有一颗与上述同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星,自西向东绕地球运行,其运行半径为同步轨道半径R的四分之一,试求该卫星的周期T是多少?该卫星至少每隔多长时间才在同一城市的正上方出现一次。(计算结果只能用题中已知物理量的字母表示)
【答案】(1);(2),
【解析】
(1)设地球的质量为M,同步卫星的质量为m,运动周期为T,因为卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,故
①
同步卫星
②
而在地表面
③
由①②③式解得
(2)由①式可知,设低轨道卫星的周期为,
解得
设卫星每隔t时间在同一地点的正上方出现一次,根据圆周运动的角速度可得
解得
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