地球同步衛(wèi)星軌道半徑約為地球半徑的6.6倍,設(shè)月球密度與地球相同,則繞月球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的探月探測(cè)器的運(yùn)行周期約為( 。
A、1hB、1.4hC、6.6hD、24h
分析:根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力,表示出衛(wèi)星運(yùn)行的周期,根據(jù)地球同步衛(wèi)星軌道半徑約為地球半徑的6.6倍求出地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星運(yùn)行周期.
根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力,表示出中心體的質(zhì)量,再根據(jù)月球密度與地球相同,求出繞月球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的探月探測(cè)器的運(yùn)行周期和地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星運(yùn)行周期的關(guān)系.
解答:解:根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力,
GMm
r2
=m
2r
T2

T=2π
r3
GM

地球同步衛(wèi)星軌道半徑約為地球半徑的6.6倍,
所以地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星運(yùn)行周期與地球同步衛(wèi)星的周期之比是:
T地表
T
=
1
(6.6)3
 
地球同步衛(wèi)星的周期是24h.
解得:T地表=1.4h
根據(jù)星球表面的衛(wèi)星萬(wàn)有引力提供向心力得,
GMm
R2
=m
2R
T2

M=
2R3
GT2

密度ρ=
M
V
=
2R3
GT2
4πR3
3
=
GT2
  T為星球表面運(yùn)行的衛(wèi)星周期.
月球密度與地球相同,所以繞月球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的探月探測(cè)器的運(yùn)行周期和地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星運(yùn)行周期相同.
所以繞月球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的探月探測(cè)器的運(yùn)行周期約為1.4h,
故選:B.
點(diǎn)評(píng):此題一定明確萬(wàn)有引力提供向心力,會(huì)用周期表示向心力,還要知道球體的體積公式及密度公式,同時(shí)注意公式間的化簡(jiǎn).
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某一極地軌道氣象衛(wèi)星a繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的平面與赤道平面垂直,其軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的4-
1
3
倍,某時(shí)刻一地球同步衛(wèi)星b恰好在a的正上方,設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t,衛(wèi)星b又出現(xiàn)在a的正上方,則t的最小值為(  )

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(1)已知地球半徑R=6400kM,地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球自轉(zhuǎn)周期
T=24h,
30.4
=0.7
,請(qǐng)你估算“天鏈一號(hào)02星”的軌道半徑為多少?(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
(2)某次有一個(gè)赤道地面基站發(fā)送一個(gè)無(wú)線電波信號(hào),需要位于赤道地面基站正上方的“天鏈一號(hào)02星”把該信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到同軌道的一個(gè)航天器,如果航天器與“天鏈一號(hào)02 星”處于同軌道最遠(yuǎn)可通信距離的情況下,航天器接收到赤道地面基站的無(wú)線電波信號(hào)的時(shí)間 是多少?已知地球半徑為R,地球同步衛(wèi)星軌道半徑為r,無(wú)線電波的傳播速度為光速c.

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