Question

9．阅读以下材料，回答相关问题．
                                                       北斗卫星导航系统
       2015年3月30日，搭载首颗新一代北斗导航卫星的长征三号丙运载火箭（如图）在西昌卫星发射中心点火发射，成功将北斗卫星导航系统第17颗卫星送入工作轨道，标志着我国北斗卫星导航系统由区域运行向全球拓展的启动实施．
       北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成．5颗静止轨道卫星定点位置为东经58.75°、80°、110.5°、140°、160°，离地面的高度约为3.60×10⁴km；30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星轨道离地面高度约为2.15×10⁴km．
       预计到2020年，我国将建成覆盖全球的北斗卫星导航系统，其定位精度1～2m，定位时间3s，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力．
请回答下列问题：
（1）长征三号丙运载火箭发射加速升空过程中，火箭的机械能增大（选填“增大”、“不变”或“减小”）．
（2）北斗卫星导航系统的空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成．
（3）若从地面向静止轨道卫星发送电磁波信号，至少需要0.24s信号可返回地面．

Answer 1

分析 （1）动能与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，物体的质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能等于动能加势能．
（2）空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星．
（3）根据距离s和速度v，利用公式t=$\frac{s}{v}$就可以计算出时间．

解答 解：（1）长征三号丙运载火箭发射加速升空过程中，其质量不变，速度变大，故动能变大；同时其质量不变，高度增加，故重力势能增大；由于机械能等于动能加势能，故机械能也增大．
（2）分析材料可知：空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星．
（3）根据v=$\frac{s}{t}$，电磁波传播的距离：s=3.6×10⁴km×2=7.2×10⁴km；
所以从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回至少需要的时间：
t=$\frac{s}{c}$=$\frac{7.2×1{0}^{4}km}{3×1{0}^{5}km/s}$=0.24s
故答案为：（1）增大； （2）5颗静止轨道卫星；（3）0.24；

点评 本题通过卫星的发射过程考查了卫星导航系统的组成、速度公式及其变形的应用等，是一道综合性题目．