题目内容

已知靠近地面运转的人造卫星,每天转n圈,如果发射一颗同步卫星,它离地面的高度应是地球半径的多少?
分析:地球同步卫星的周期等于地球自转的周期,为24h.由题意知,靠近地面运转的人造卫星的周期为T=
24h
n
,根据万有引力等于向心力,对近地卫星和同步卫星分别列式即可求解.
解答:解:设该卫星离地面的高度为h,地球半径为R.
近地卫星的周期为T1=
24h
n
,同步地球卫星的周期为T2=24h,则T1:T2=1:n
对于近地卫星有,G
Mm
R2
=m
4π2
T
2
1
R
对于地球同步卫星有,G
Mm′
(R+h)2
=m′
4π2
T
2
2
(R+h)

联立解得h=(
3n2
-1
)R,即卫星离地面的高度应是地球半径的
3n2
-1

答:卫星离地面的高度应是地球半径的
3n2
-1
点评:本题考查了万有引力在天体中的应用,解题的关键在于找出向心力的来源,并能列出等式解题.万有引力定律得应用要结合圆周运动的知识解决问题.
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