已知地球半径为R,地球同步卫星离地面的高度为h,周期为T0.另有一颗轨道平面在赤道平面内绕地球自西向东运行的卫星,某时刻该卫星能观察到的赤道弧长最大为赤道周长的三分之

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 人造地球卫星/2022-10-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

已知地球半径为R,地球同步卫星离地面的高度为h,周期为T0.另有一颗轨道平面在赤道平面内绕地球自西向东运行的卫星,某时刻该卫星能观察到的赤道弧长最大为赤道周长的三分之一.求:
(1)该卫星的周期;
(2)该卫星相邻两次经过地球赤道上某点的上空所需的时间.

◎ 答案

(1)该卫星所观察地球赤道弧长为赤道周长的三分之一,该圆弧对应的圆心角为120°,由几何关系知该卫星轨道半径为r=2R     
设该卫星质量为m,周期为T,地球质量为M
GMm
r2
=
m?4π2r
T2
                
设同步卫星的质量为m0
GMm0
(R+h)2
=
m0?4π2(R+h)
T02
          
解得:T=T0

(
2R
R+h
)
3
                  
(2)设该卫星相邻两次经过地球赤道上某点的上空所需的时间为t
t
T
-
t
T0
=1                            
解得t=

(2R)3
T
0

(R+h)3
-

(2R)3
             
答:(1)该卫星的周期是T0
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