Question

9．閱讀以下材料，回答相關(guān)問(wèn)題．
                                                       北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
       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）在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，成功將北斗衛(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．
       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，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．
       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)，其定位精度1～2m，定位時(shí)間3s，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．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭發(fā)射加速升空過(guò)程中，火箭的機(jī)械能增大（選填“增大”、“不變”或“減小”）．
（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）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信號(hào)可返回地面．

Answer 1

分析 （1）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．
（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）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）長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭發(fā)射加速升空過(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．
（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）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）增大； （2）5顆靜止軌道衛(wèi)星；（3）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、速度公式及其變形的應(yīng)用等，是一道綜合性題目．