同步卫星是在地球的赤道上空圆形轨道围绕地球转,和地球同步,相对地面静止,若地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,地球自转的周期为T,求:(1)同步卫星的圆轨道离地面的

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◎ 题目

同步卫星是在地球的赤道上空圆形轨道围绕地球转,和地球同步,相对地面静止,若地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,地球自转的周期为T,求:
(1)同步卫星的圆轨道离地面的高度;
(2)同步卫星在圆轨道上运行的速率.

◎ 答案

(1)同步卫星和地球同步,其周期为地球自转的周期T,设地球质量为M,同步卫星质量为m,则
          G
Mm
(R +h)2
=m
4π2
T2
(R +h)
   ①
          G
Mm
R 2
=mg
                 ②
         由①②解得:h=
3
gR2T2
4π2

-R

   (2)G
Mm
(R +h)2
=m
v2
R+h
          ③
         G
Mm
R 2
=mg
                 ④
          由③④解得:v=
3
2πgR2
T


答:(1)同步卫星的圆轨道离地面的高度为
3
gR2T2
4π2

-R
;(2)同步卫星在圆轨道上运行的速率为
3
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