Question

20．閱讀以下材料，回答問(wèn)題：
2015年3月30日，搭載首顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭（如圖18）在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，成功地將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第17顆衛(wèi)星送入工作軌道，標(biāo)志著我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由區(qū)域運(yùn)行向全球拓展的啟動(dòng)實(shí)施．預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)將建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力，其定位精度10m，測(cè)速精度0.2m/s，授時(shí)精度10ns．
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成．5顆靜止軌道衛(wèi)星定點(diǎn)位置為東經(jīng)58.75°、80°、110.5°、140°、160°，離地面的高度約為3.60×10⁴km；30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星軌道離地面高度約為2.15×10⁴km．
（1）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成．
（2）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成．
（3）衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程可簡(jiǎn)化為點(diǎn)火加速、離開大氣層后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)自由上升和調(diào)整姿態(tài)三個(gè)階段．第17顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星點(diǎn)火發(fā)射時(shí)，相對(duì)長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭是靜止的（選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）；
（4）第17顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星加速升空過(guò)程中，衛(wèi)星的動(dòng)能將增大（選填“增大”或“減小”）；衛(wèi)星的重力勢(shì)能將增大（選填“增大”或“減小”）；衛(wèi)星的機(jī)械能將增大（選填“增大”、“不變”或“減小”）．
（5）若從地面向靜止軌道衛(wèi)星發(fā)送電磁波信號(hào)，至少需要0.24s可返回地面．

Answer 1

分析 （1）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成．
（2）空間端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星．
（3）第17顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星相對(duì)運(yùn)載火箭是運(yùn)動(dòng)還是靜止的，要北斗導(dǎo)航衛(wèi)星看相對(duì)于運(yùn)載火箭有沒(méi)有位置的改變．
（4）動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，物體的質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大；重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，物體的質(zhì)量越大，高度越高，重力勢(shì)能越大；機(jī)械能等于動(dòng)能加勢(shì)能．
（5）根據(jù)距離s和速度v，利用公式t=$\frac{s}{v}$就可以計(jì)算出時(shí)間．

解答 解：
（1）閱讀材料可知：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成．
（2）分析材料可知：空間端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星．
（3）第17顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星點(diǎn)火發(fā)射時(shí)，相對(duì)長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭沒(méi)有位置的改變，所以第17顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星相對(duì)運(yùn)載火箭是靜止的；
（4）第17顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星加速升空過(guò)程中，其質(zhì)量不變，速度變大，故動(dòng)能變大；同時(shí)其質(zhì)量不變，高度增加，故重力勢(shì)能增大；由于機(jī)械能等于動(dòng)能加勢(shì)能，故機(jī)械能也增大．
（5）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$，電磁波傳播的距離：s=3.6×10⁴km×2=7.2×10⁴km；
所以從地面發(fā)送電磁波信號(hào)通過(guò)同步衛(wèi)星返回至少需要的時(shí)間：
t=$\frac{s}{c}$=$\frac{7.2×1{0}^{4}km}{3×1{0}^{5}km/s}$=0.24s
故答案為：（1）地面；（2）5顆靜止軌道；（3）靜止；（4）增大；增大；增大；（5）0.24．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程考查了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成、運(yùn)動(dòng)與靜止的相對(duì)性、速度公式及其變形的應(yīng)用、能量的相互轉(zhuǎn)化等，是一道綜合性題目．