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晴天晚上,人能看见卫星的条件是卫星被太阳照着且在人的视野之内.一个可看成漫反射体的人造地球卫星的圆形轨道与赤道共面,卫星自西向东运动.春分期间太阳垂直射向赤道,赤道

网友投稿  2022-10-06 00:00:00  互联网

◎ 题目

晴天晚上,人能看见卫星的条件是卫星被太阳照着且在人的视野之内.一个可看成漫反射体的人造地球卫星的圆形轨道与赤道共面,卫星自西向东运动.春分期间太阳垂直射向赤道,赤道上某处的人在日落后8小时时在西边的地平线附近恰能看到它,之后极快地变暗而看不到了.已知地球的半径R=6.4×106m,地面上的重力加速度为10m/s2,估算:(答案要求精确到两位有效数字)
(1)卫星轨道离地面的高度.
(2)卫星的速度大小.

◎ 答案


魔方格
(1)从北极沿地轴往下看的地球俯视图如图所示,
设卫星离地高h,Q点日落后8小时时能看到它反射的阳光.
日落8小时Q点转过的角度设为θ,
θ=
8
24
×360°=120°

轨道高h=
R
cos
θ
2
-R

=6.4×106×(
1
cos600
-1)=6.4×106m

(2)地面处,重力等于万有引力mg=G
Mm
R2

卫星处,mgr=G
Mm
(R+h)2

两式相比得
gr
g
=(
R
R+h
)2

因为卫星轨道半径r=R+h=2R    
所以,gr=
1
4
g=2.5m/s2

又因为,mgr=m
v2
r

解得v=

grr
=

2.5×2×6.4×106
=5.7×103m/s

答:(1)卫星轨道离地面的高度等于地球的半径,为6.4×106m.
(2)卫星的速度大小5.7×103m/s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“晴天晚上,人能看见卫星的条件是卫星被太阳照着且在人的视野之内.一个可看成漫反射体的人造地球卫星的圆形轨道与赤道共面,卫星自西向东运动.春分期间太阳垂直射向赤道,赤道…”主要考查了你对  【人造地球卫星】,【万有引力定律的其他应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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