如图所示,有A、B两颗卫星绕同颗质量未知,半径为R的行星做匀速圆周运动,旋转方向相同,其中A为近地轨道卫星,周期为T1,B为静止轨道卫星,周期为T2,在某一时刻两卫星相距

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

如图所示,有A、B两颗卫星绕同颗质量未知,半径为R的行星做匀速圆周运动,旋转方向相同,其中A为近地轨道卫星,周期为T1,B为静止轨道卫星,周期为T2,在某一时刻两卫星相距最近,试用已知量求解下列问题:(引力常量G为已知)
(1)经过多长时间,两行星再次相距最近?
(2)同步卫星离地面的高度h=?
(3)该行星的平均密度ρ=?

◎ 答案

(1)卫星绕行星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力有:
GMm
r2
=m
2r
T2

周期T=2π

r3
GM

某时刻两卫星相距最近,则可知经过时间t两卫星再次相距最近时,A卫星比B卫星多转过2π弧度,
即有:(
T1
-
T2
)t=2π
得t=
T1T2
2(T2-T1)

(2)卫星做匀速圆周运动万有引力提供向心力有:
GMm
r2
=m
2r
T2

A为近地轨道卫星,周期为T1
所以行星质量M=
2R3
GT21

同步卫星周期为T2
r=
3
GMT2
2

=
3
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