- 地球同步卫星
- 共1042题
2011年11月29日我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将第9颗北斗导航卫星送入太空轨道.“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成(如图所示),30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星,中轨道卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度约21500公里,静止轨道卫星的高度约为36000公里,地球半径约为6400公里.已知
≈0.53,下列关于北斗导航卫星的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据G=ma,
a=,轨道半径越大,向心加速度越小,中轨道卫星的轨道半径小,向心加速度大.故A错误.
B、根据G=m
,知道轨道半径越大,线速度越小,第一宇宙速度的轨道半径为地球的半径,所以第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度,所以静止轨道卫星和中轨卫星的线速度均小于地球的第一宇宙速度.故B错误.
C、根据G=mr(
)2,T=
,
所以中轨道卫星和静止轨道卫星的周期比=
≈0.53.则中轨道卫星的周期T1=0.53×24h=12.7h.故C正确.
D、地球赤道上随地球自转物体和静止轨道卫星具有相同的角速度,根据a=rω2,知静止轨道卫星的向心加速度大.故D正确.
故选:CD.
同步卫星到地心的距离为r,加速度为a1,速度为v1;地球半径为R,赤道上物体随地球自转的向心加速度为a2,速度为v2,则( )
正确答案
解析
解:因为同步卫星的周期等于地球自转的周期,所以角速度相等,
A、B:根据公式:v=ωr得:,故A正确,B错误;
C、D:根据a=rω2得,.故C正确,D错误.
故选:AC
所有地球同步卫星下列物理量相同的是( )
正确答案
解析
解:A、同步卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,
=
=
r=,同步卫星的周期与地球自转周期相同,所以各个同步卫星轨道半径相同,
线速度v=,所以所有地球同步卫星速度大小相同,即速率相等,方向可以不同,
由于速度是矢量,所以速度可以不同,故A错误,B正确,D正确;
C、向心加速度a=,加速度方向时刻指向圆心,加速度是矢量,所以加速度可以不同,故C错误;
故选:BD.
有一种说法认为地球上一次灾难性物种(如恐龙)灭绝是由于6500万年前一颗大的小行星撞击地球引起的.设小行星的密度与地球密度相同,且与地球相撞前瞬间的速度方向与地球绕太阳公转方向相同,相撞后地球仍然认为是个球形,地球自转周期也未受影响,则( )
正确答案
解析
解:根据动量守恒定律,碰撞后,地球的速度增大,小行星的速度减小.
根据万有引力定律,则有G,得地球的运动半径增加,周期变大,速度减小,而小行星的运动半径减小,周期变小,速度变大.
A、同一物体在相撞前后的重量不变,故A错误;
B、地球的运动半径增加,周期变大,所以相撞前地球一年时间小于365天,故B错误;
C、若发射地球同步卫星,因自转周期不变,则离地心的高度将不变,故C错误;
D、相撞后的小行星的运动半径减小,则重力势能减小了.故D正确;
故选D
已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍.若某行星的平均密度为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,则地球同步卫星的线速度______(填“大于”、“小于”或“等于”) 地球的第一宇宙速度,该行星的自转周期约为______小时.
正确答案
小于
12
解析
解:根据环绕地球的速度表达式,v=,可知,轨道半径越大的,线速度越小,
因同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,则地球同步卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度,
地球的同步卫星的周期为T1=24小时,轨道半径为r1=7R1,密度ρ1.
某行星的同步卫星周期为T2,轨道半径为r2=3.5R2,密度ρ2.
根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有:=m1r1(
)2;
=m2r2(
)2;
两式化简解得:T2==12 小时.
故答案为:小于,12.
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