偵察衛(wèi)星在通過(guò)地球兩極上空的圓形軌道上運(yùn)動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)軌道距離地面的高度為h，要使衛(wèi)星在一天時(shí)間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件下的情況全部都拍攝下來(lái)，衛(wèi)星在通過(guò)赤道上空時(shí)，衛(wèi)星的攝像機(jī)至少能拍攝地面上赤道圓周的弧長(zhǎng)是多少？設(shè)地球的半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T．
設(shè)衛(wèi)星周期為T1，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得：
GMm
(R+h)2
=
m?4π2
T21
（R+h）               ①
又
GMm
R2
=mg         ②
有T1=
2π
R
(h+R)3
g
              ③
地球自轉(zhuǎn)角速度為ω=
2π
T
                     ④
在衛(wèi)星繞行地球一周的時(shí)間T1內(nèi)，地球轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為
θ=ωT1=
2π
T
T1              ⑤
那么攝像機(jī)轉(zhuǎn)到赤道正上方時(shí)攝下圓周的弧長(zhǎng)為s=θR             ⑥
由①②③④⑤⑥得s=
4π2
T
(h+R)3
g

答：衛(wèi)星的攝像機(jī)至少能拍攝地面上赤道圓周的弧長(zhǎng)是
4π2
T
(h+R)3
g
．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2006?江蘇模擬）近地偵察衛(wèi)星在通過(guò)地球兩極上空的圓軌道（軌道平面垂直于赤道平面）上運(yùn)行，連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)日照條件下的赤道上空時(shí)，恰能正對(duì)赤道上經(jīng)度差為30°的兩個(gè)軍事目標(biāo)進(jìn)行拍攝．求（1）衛(wèi)星的運(yùn)行周期（2）衛(wèi)星離地面的高度（3）衛(wèi)星的線速度．設(shè)地球半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在美英聯(lián)軍發(fā)動(dòng)的對(duì)伊拉克的戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)使用了先進(jìn)的偵察衛(wèi)星．據(jù)報(bào)道，美國(guó)有多顆最先進(jìn)的KH-1、KH-2“鎖眼”系列照相偵察衛(wèi)星可以通過(guò)西亞地區(qū)上空，“鎖眼”系列照相偵察 衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，近地點(diǎn)265km（指衛(wèi)星與地面的最近距離），遠(yuǎn)地點(diǎn)650km（指衛(wèi)星與地面的最遠(yuǎn)距離），質(zhì)量13.6-18.2t．這些照相偵察衛(wèi)星上裝有先進(jìn)的CCD數(shù)字照相機(jī)，能夠分辨出地面上0.1m大小的目標(biāo)，并自動(dòng)地將照片傳給地面接收站及指揮中心．由開普勒定律知道：如果衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的圓軌道半徑跟橢圓軌道的半長(zhǎng)軸相等，那么，衛(wèi)星沿圓軌道的周期跟衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的周期相等．請(qǐng)你由上述數(shù)據(jù)估算這些“鎖眼”系列照相偵察衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期和衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)處的運(yùn)動(dòng)速率．地球的半徑R=6400km，g取10m/s2．（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（12分）在美英聯(lián)軍發(fā)動(dòng)的對(duì)伊拉克的戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)使用了先進(jìn)的偵察衛(wèi)星。據(jù)報(bào)道，美國(guó)有多顆最先進(jìn)的KH－1、KH－2“鎖眼”系列照相偵察衛(wèi)星可以通過(guò)西亞地區(qū)上空，“鎖眼”系列照相偵察衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，近地點(diǎn)為265 km（指衛(wèi)星與地面的最近距離），遠(yuǎn)地點(diǎn)為650 km（指衛(wèi)星與地面的最遠(yuǎn)距離），質(zhì)量為13.6×103kg～18.2×103kg。這些照相偵察衛(wèi)星上裝有先進(jìn)的CCD數(shù)字照相機(jī)，能夠分辨出地面上0.l m大小的目標(biāo)，并自動(dòng)地將照片傳給地面接收站及指揮中心。

由開普勒定律知道：如果衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的圓軌道半徑與橢圓軌道的半長(zhǎng)軸相等，那么衛(wèi)星沿圓軌道的周期就與其沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的周期相等。請(qǐng)你由上述數(shù)據(jù)估算這些“鎖眼”系列照相偵察衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期和衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)處的運(yùn)動(dòng)速率。地球的半徑 R=6 400 km，g取10 m/s2。（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源：江蘇模擬 題型：問(wèn)答題

近地偵察衛(wèi)星在通過(guò)地球兩極上空的圓軌道（軌道平面垂直于赤道平面）上運(yùn)行，連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)日照條件下的赤道上空時(shí)，恰能正對(duì)赤道上經(jīng)度差為30°的兩個(gè)軍事目標(biāo)進(jìn)行拍攝．求（1）衛(wèi)星的運(yùn)行周期（2）衛(wèi)星離地面的高度（3）衛(wèi)星的線速度．設(shè)地球半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T．

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科目：高中物理 來(lái)源：2006-2007學(xué)年江蘇省五校高三（上）聯(lián)考物理試卷（解析版） 題型：解答題

近地偵察衛(wèi)星在通過(guò)地球兩極上空的圓軌道（軌道平面垂直于赤道平面）上運(yùn)行，連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)日照條件下的赤道上空時(shí)，恰能正對(duì)赤道上經(jīng)度差為30°的兩個(gè)軍事目標(biāo)進(jìn)行拍攝．求（1）衛(wèi)星的運(yùn)行周期（2）衛(wèi)星離地面的高度（3）衛(wèi)星的線速度．設(shè)地球半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T．

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