题目内容
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:
解析:
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(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. |
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