题目内容

15.北斗卫星组网完成后,将由5颗静止的地球卫星和130颗非静止轨道卫星组成,发射地球同步卫星时,可以先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上,在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道,最后椭圆轨道的远地点B再次点火将卫星送入同步轨道,如图所示,已知同步卫星的运行周期为T,地球的半径速度为R,地球表面的重力加速度为g,忽略地球自转的影响.求:
(1)卫星在近地点A时卫星内质量为m1的仪器所受的力
(2)远地点B距离地面的高度.

分析 (1)卫星在近地点A时卫星内质量为m1的仪器只受万有引力,等于向心力,根据牛顿第二定律列式求解;
(2)在同步轨道,卫星的万有引力提供向心力,再结合地面重力加速度公式g=$\frac{GM}{{R}^{2}}$列式求解即可.

解答 解:(1)卫星在近地点A时卫星内,质量为m1的仪器只受万有引力,为:
F=${m}_{1}(R+{h}_{1}){ω}^{2}$=$\frac{4{π}^{2}(R+{h}_{1}){m}_{1}}{{T}^{2}}$
(2)在同步轨道,卫星的万有引力提供向心力,故:
$G\frac{Mm}{(R+h)^{2}}=m\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}(R+h)$ 
在地面:
mg=$\frac{GMm}{{R}^{2}}$ 
联立解得:
$h=\root{3}{{\frac{{g{R^2}{T^2}}}{{4{π^2}}}}}-R$
答:(1)卫星在近地点A时卫星内质量为m1的仪器所受的力为$\frac{4{π}^{2}(R+{h}_{1}){m}_{1}}{{T}^{2}}$;
(2)远地点B距离地面的高度为$\root{3}{\frac{g{R}^{2}{T}^{2}}{4{π}^{2}}}-R$.

点评 本题关键是明确卫星的受力情况和运动情况,然后根据牛顿第二定律列式求解,注意只有地面的重力加速度为g.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网