12.2016年12月11日,我國(guó)成功發(fā)射了“風(fēng)云四號(hào)A”衛(wèi)星.衛(wèi)星經(jīng)過5次變軌后,定點(diǎn)于東經(jīng)99.5°的赤道上空,標(biāo)志著我國(guó)靜止軌道氣象衛(wèi)星成功實(shí)現(xiàn)了升級(jí)換代.已知地球的半徑R,地球表面的重力加速度為g,地球的自轉(zhuǎn)周期為T.求:
(1)衛(wèi)星距離地面的高度;
(2)衛(wèi)星在軌道上的速度.

分析 (1)首先根據(jù)重力等于萬(wàn)有引力,得到地球的質(zhì)量.再根據(jù)萬(wàn)有引力等于向心力,求解衛(wèi)星距離地面的高度;
(2)結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求衛(wèi)星在軌道上的速度.

解答 解:(1)取地球表面的質(zhì)量為m的物體,其重力等于萬(wàn)有引力,則
    mg=G$\frac{Mm}{{R}^{2}}$
設(shè)“風(fēng)云四號(hào)A”衛(wèi)星的質(zhì)量為m′,距離地面的高度為h,周期等于地球自轉(zhuǎn)周期T.由萬(wàn)有引力提供向心力,則
   G$\frac{Mm′}{(R+h)^{2}}$=m′$\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$(R+h)
聯(lián)立兩式解得 h=$\root{3}{\frac{g{R}^{2}{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$-R
(2)衛(wèi)星在軌道上的速度為v,由圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得
   v=$\frac{2π(R+h)}{T}$
可得 v=$\root{3}{\frac{2πg(shù){R}^{2}}{T}}$
答:
(1)衛(wèi)星距離地面的高度是$\root{3}{\frac{g{R}^{2}{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$-R;
(2)衛(wèi)星在軌道上的速度是$\root{3}{\frac{2πg(shù){R}^{2}}{T}}$.

點(diǎn)評(píng) 解決本題時(shí)要知道靜止軌道氣象衛(wèi)星是地球的同步衛(wèi)星,其運(yùn)行周期等于地球自轉(zhuǎn)周期,根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力以及萬(wàn)有引力等于向心力進(jìn)行研究.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖所示,用一連接體一端與一小球相連,繞過O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)軌道半徑為r,圖中P、Q兩點(diǎn)分別表示小球軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),則以下說法正確的是( 。
A.若連接體是輕質(zhì)細(xì)繩時(shí),小球到達(dá)P點(diǎn)的速度可以為零
B.若連接體是輕質(zhì)細(xì)桿時(shí),小球到達(dá)P點(diǎn)的速度可以為零
C.若連接體是輕質(zhì)細(xì)繩時(shí),小球在P點(diǎn)受到細(xì)繩的拉力一定為零
D.若連接體是輕質(zhì)細(xì)桿時(shí),若小球在P點(diǎn)受到細(xì)桿的作用力為拉力,在Q點(diǎn)受到細(xì)桿的作用力也為拉力

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖所示,在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知電場(chǎng)方向平行于ad邊且由a向d,磁場(chǎng)方面垂直于abcd平面,ab邊長(zhǎng)為$\sqrt{3}$L,ad邊長(zhǎng)為2L.一帶電粒子從ad邊的中點(diǎn)O平行于ab方向以大小為v0的速度射入場(chǎng)區(qū),恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng);若撤去電場(chǎng),其它條件不變,則粒子從 c點(diǎn)射出場(chǎng)區(qū)(粒子重力不計(jì)).
(1)求撤去電場(chǎng)后,該粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
(2)若撤去磁場(chǎng),其它條件不變,求粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度大。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

20.如圖所示,兩塊長(zhǎng)3cm的平行金屬板AB相距1cm,并與300V直流電源的兩極相連接,φA<φB,如果在兩板正中間有一電子(m=9×10-31kg,e=-1.6×10-19C),沿著垂直于電場(chǎng)線方向以2×107m/s的速度飛入,試通過計(jì)算判斷電子能否飛離平行金屬板正對(duì)空間?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖甲所示,在一個(gè)傾角為θ的絕緣斜面上有一“U”形軌道abcd,軌道寬度為L(zhǎng),在軌道最底端接有一個(gè)定值電阻R,在軌道中的虛線矩形區(qū)域有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,現(xiàn)讓一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m,電阻也為R的導(dǎo)體棒PQ從軌道頂端由靜止釋放,從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)到恰好到達(dá)軌道底端的過程中其機(jī)械能E和位移x間的關(guān)系如圖乙所示,圖中a、b、c均為直線段.若重力加速度g及圖象中E1、E2、x1、x2均為已知量.則下列說法正確的是( 。
A.導(dǎo)體棒切割運(yùn)動(dòng)時(shí)P點(diǎn)比Q點(diǎn)電勢(shì)高
B.圖象中的a和c是平行的
C.導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
D.可以求出導(dǎo)體棒切割運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中產(chǎn)生的焦耳熱

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖所示,一個(gè)“?”形金屬框架水平放置,其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒 ab,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過軌道平面,且與豎直方向的夾角為 θ.在下列各過程中,一定能在軌道回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( 。
A.將“?”型框架匝數(shù)增加
B.ab向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)使θ減小
C.使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小,θ角同時(shí)也減小
D.ab向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.盧瑟福提出原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說的根據(jù)是在用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)粒子( 。
A.全部直線穿過
B.全部發(fā)生很大的偏轉(zhuǎn)
C.絕大多數(shù)幾乎直線穿過,只有少數(shù)發(fā)生很大偏轉(zhuǎn),甚至極少數(shù)被彈回
D.絕大多數(shù)發(fā)生偏轉(zhuǎn),甚至被撣回

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示為一有理想邊界MN、PQ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁場(chǎng)寬度為d,一質(zhì)量為m,帶電量為+q的帶電粒子(不計(jì)重力)從MN邊界上的A點(diǎn)沿紙面垂直MN以初速度v0進(jìn)人磁場(chǎng).已知該帶電粒子的比荷$\frac{q}{m}$=$\frac{{v}_{0}}{2Bd}$.其中A′為PQ上的一點(diǎn),且AA′與PQ垂直.則下列判斷正確的是(  )
A.該帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后將向下偏轉(zhuǎn)
B.該帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2d
C.該帶電粒子打在PQ上的點(diǎn)與A′點(diǎn)的距離為$\sqrt{3}$d
D.該帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為$\frac{2πd}{3{v}_{0}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.美國(guó)太空探索公司成功發(fā)射了新型火箭Falcon 9 FT,并在發(fā)射10min后非常完美地回收了一級(jí)火箭,這在人類火箭發(fā)射史上尚屬首次.如圖所示,火箭通過尾部噴氣正保持豎直狀態(tài)減速降落時(shí)的情景.已知火箭質(zhì)量為m,噴出氣體的質(zhì)量相對(duì)于火箭質(zhì)量很小,在離平臺(tái)高h(yuǎn)時(shí)速度為v,降落過程中所受空氣的浮力和阻力大小之和為Ff,剛要落在平臺(tái)上時(shí)的速度可近似為零,假設(shè)降落過程中各力均可視為恒力.關(guān)于上述過程,下列說法正確的是 ( 。
A.重力做功為mgh
B.火箭克服噴氣推力做功為mgh+$\frac{m{v}^{2}}{2}$-Ffh
C.重力的平均功率為$\frac{1}{2}$mgv
D.火箭的機(jī)械能減少了Ffh

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同步練習(xí)冊(cè)答案