分析 (1)同步衛(wèi)星的周期已知,根據(jù)衛(wèi)星所受萬有引力提供向心力,在地球表面萬有引力和重力相等,由此可以計算出同步衛(wèi)星的軌道半徑r;
(2)求信號傳輸時間,需要確定信號傳輸?shù)木嚯x,需要由題意畫出傳輸示意圖,根據(jù)幾何關(guān)系得傳輸距離,由$t=\frac{s}{v}$可得信號傳輸?shù)臅r間.
解答 解:(1)由題意知“天鏈一號02星”是地球同步衛(wèi)星,周期T=24h,衛(wèi)星在運行過程中受地球的萬有引力提供向心力,令地球質(zhì)量為M,衛(wèi)星質(zhì)量為m,衛(wèi)星軌道半徑為r,地球半徑為R,則有
$G\frac{mM}{{r}^{2}}=mr(\frac{2π}{T})^{2}$
得衛(wèi)星運動軌道半徑r=$\root{3}{\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$ ①
又因為地球表面重力等于萬有引力,即滿足$mg=G\frac{mM}{{R}^{2}}$得地球質(zhì)量為$M=\frac{g{R}^{2}}{G}$ ②
把②代入①得:r=$\root{3}{\frac{g{R}^{2}{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$=$\root{3}{\frac{10×(6400×1{0}^{3})^{2}×(24×3600)^{2}}{4×(3.14)^{2}}}m$≈4×107m.
(2)
“天鏈一號02星”與同軌道的航天器的運行軌道都是同步衛(wèi)星軌道,所以“天鏈一號02星”與同軌道的航天器繞地球運轉(zhuǎn)的半徑為r
“天鏈一號02星”與航天器之間的最遠時的示意圖如圖所示.由幾何知識可知:“天鏈一號02星”與航天器之間的最遠距離
$S=2\sqrt{{r^2}-{R^2}}$
無線電波從發(fā)射到被航天器接收需要分兩步.首先
赤道地面基站A發(fā)射的信號被中繼衛(wèi)星B接收,信號傳輸距離為r-R,則信號傳輸時間
${t_1}=\frac{r-R}{c}$
然后中繼衛(wèi)星B再把信號傳遞到同軌道的航天器C,信號傳輸距離$S=2\sqrt{{r^2}-{R^2}}$,則信號傳輸時間為
${t_2}=\frac{S}{c}=\frac{{2\sqrt{{r^2}-{R^2}}}}{c}$
所以共用時:$t={t_1}+{t_2}=\frac{r-R}{c}+\frac{{2\sqrt{{r^2}-{R^2}}}}{c}$
答:(1)軌道半徑r=4×107m
(2)航天器接收到赤道地面基站的無線電波信號的時間是$t=\frac{r-R}{c}+\frac{2\sqrt{{r}^{2}-{R}^{2}}}{c}$.
點評 萬有引力提供圓周運動的向心力、萬有引力和表面的重力大小相等,能根據(jù)題設(shè)條件列方程求解,信號傳輸?shù)臅r間需要正確的畫出信號傳輸?shù)氖疽鈭D,根據(jù)幾何關(guān)系求出傳輸距離,然后求得時間.
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 質(zhì)點乙靜止,質(zhì)點甲的初速度為零 | B. | 質(zhì)點乙運動的速度大小、方向不變 | ||
C. | 第2s末質(zhì)點甲、乙速度相同 | D. | 第2s末質(zhì)點甲、乙相遇 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 氫原子不吸收這個光子,光子穿過氫原子 | |
B. | 氫原子被電離,電離后電子的動能是0.36ev | |
C. | 氫原子被電離,電離后電子動能為零 | |
D. | 氫原子吸收光子,但不電離 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 若小球運動到最高點時速度為0,則小球機械能一定不守恒 | |
B. | 若小球第一次運動到最高點時速度大小為0,則v0一定大于$\sqrt{4gR}$ | |
C. | 若使小球始終做完整的圓周運動,則v0一定不小于$\sqrt{5gR}$ | |
D. | 若經(jīng)過足夠長時間,小球最終的機械能可能為$\frac{3}{2}$mgR |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 物體受到重力、支持力、摩擦力和下滑力作用 | |
B. | 物體受到重力、支持力和摩擦力作用 | |
C. | 重力可分解為沿斜面向下的下滑力和垂直于斜面的對斜面的壓力 | |
D. | 斜面對物體的作用力大小為mgcosθ,方向垂直于斜面斜向上 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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