Question

在電視直播節(jié)目里，可以發(fā)現(xiàn)中央電視臺(tái)現(xiàn)場的主持人與駐國外記者進(jìn)行電話對(duì)話時(shí)，總會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)主持人問話后，記者的反應(yīng)好象有點(diǎn)“遲鈍”，這種信號(hào)是以微波的形式通過通訊衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）進(jìn)行轉(zhuǎn)接的．
（1）試說明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因；
（2）試根據(jù)生活常識(shí)及括號(hào)內(nèi)所給的數(shù)據(jù)估算同步衛(wèi)星離地高度．（已知月地間的距離約為3.8×10⁸m，地球半徑約為6.4×10⁶m）

Answer 1

分析：1、電信號(hào)發(fā)射到通訊衛(wèi)星再由通訊衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到接收器，如此再返回來，通過的路程較大，雖然微波以光速傳播，但也要一定的時(shí)間，因此看上去有點(diǎn)反應(yīng)“遲鈍”．
2、研究同步衛(wèi)星和月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力列出等式求解．

解答：解：（1）因?yàn)殡娦盘?hào)發(fā)射到通訊衛(wèi)星再由通訊衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到接收器，如此再返回來，通過的路程較大，
雖然微波以光速傳播，但也要一定的時(shí)間，因此看上去有點(diǎn)反應(yīng)“遲鈍”．
（2）設(shè)同步衛(wèi)星的離地高度為h，質(zhì)量為m，周期為地球的自轉(zhuǎn)周期T，
由萬有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律得：

GMm

(R+h)2

=m

4π2(R+h)

T2

       ①
設(shè)月球的軌道半徑為r_月地，月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為T′，由萬有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律得：

GMm′

r月地2

=m′

4π2r月地

T′2

             ②
①、②兩式整理后相比得：

T 2

T′ 2

=

(R+h)3

r 3 月地

   ③
根據(jù)生活常識(shí)知地球自轉(zhuǎn)周期T=1天，月球公轉(zhuǎn)周期T′=27天，
代入數(shù)據(jù)③解得h=3.58×10⁷m
答：（1）產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是電信號(hào)發(fā)射到通訊衛(wèi)星再由通訊衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到接收器通過的路程較大，微波以光速傳播，但也要一定的時(shí)間；
（2）同步衛(wèi)星離地高度大約是3.58×10⁷m

點(diǎn)評(píng)：在對(duì)物理規(guī)律和公式理解和應(yīng)用的同時(shí)，要知道公式中各個(gè)物理量的準(zhǔn)確含義．向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應(yīng)用．