【題目】已知地球的自轉(zhuǎn)周期和半徑分別為T和R ，地球同步衛(wèi)星A的圓軌道半徑為h。衛(wèi)星B沿半徑為r(r<h)的圓軌道在地球赤道的正上方運行，其運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同。求：

（1）衛(wèi)星B做圓周運動的周期；

（2）衛(wèi)星A和B連續(xù)地不能直接通訊的最長時間間隔（信號傳輸時間可忽略,y=sinx,則x=arcsiny-----反三角函數(shù)）．

【答案】（1） （2）

【解析】試題分析：(1)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，由地球的萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓運動定律求解衛(wèi)星的周期，

(2) 兩衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，由于地球的遮擋，使衛(wèi)星A、B不能直接通訊，作圖找出空間的位置關(guān)系，根據(jù)幾何知識列式計算。

(1) 設(shè)衛(wèi)星B繞地心轉(zhuǎn)動的周期為T′，由萬有引力定律和圓周運動的規(guī)律有

式中，G為引力常量，M為地球質(zhì)量，m、m′分別為衛(wèi)星A、B的質(zhì)量，由以上兩式解得：

；

(2)設(shè)衛(wèi)星A和B連續(xù)地不能直接通訊的最長時間間隔為τ；在此時間間隔τ內(nèi)，衛(wèi)星A和B繞地心轉(zhuǎn)動的角度分別為α和α′，

若不考慮衛(wèi)星A的公轉(zhuǎn)，兩衛(wèi)星不能直接通訊時，衛(wèi)星B的位置應(yīng)在圖中B點和B′點之間，圖中內(nèi)圓表示地球的赤道． 由幾何關(guān)系得，

當(dāng)r＜h時，衛(wèi)星B比衛(wèi)星A轉(zhuǎn)得快，考慮衛(wèi)星A的公轉(zhuǎn)后應(yīng)有，

由以上各式解得：。

點晴：本題主要考查了萬有引力定律的應(yīng)用和空間想象能力問題，要作圖找出空間的位置關(guān)系，這是解題的關(guān)鍵。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一般來說，正常人從距地面高處跳下，落地時速度較小，這個速度對人是安全的，稱為安全著地速度．如果人從高空跳下，必須使用降落傘才能安全著陸，原因是：張開的降落傘受到空氣對傘向上的阻力作用．經(jīng)過大量實驗和理論研究表明，空氣對降落傘的阻力與空氣密度、降落傘的迎風(fēng)面積、降落傘相對空氣速度、阻力系數(shù)有關(guān)（由傘的形狀、結(jié)構(gòu)、材料等決定），其表達(dá)式是．取．請根據(jù)以上信息，解決下列問題：

（1）在忽略空氣阻力的情況下，質(zhì)量的人從高處跳下，落地后經(jīng)過腿部的緩沖速度減為．若緩沖時間為，求落地過程中地面對人的平均作用力大�。ㄓ嬎銜r人可視為質(zhì)點）；

（2）在某次高塔跳傘訓(xùn)練中，運動員使用的是有排氣孔的降落傘，其阻力系數(shù)，空氣密度取．降落傘、運動員總質(zhì)量，張開降落傘后達(dá)到勻速下降時，要求人能安全著地，降落傘的迎風(fēng)面積至少是多大？

（3）跳傘運動員和降落傘的總質(zhì)量，從高的跳傘塔上跳下，在下落過程中，經(jīng)歷了張開降落傘前自由下落、張開降落傘后減速下落和勻速下落直至落地三個階段．如圖是通過固定在跳傘運動員身上的速度傳感器繪制出的從張開降落傘開始做減速運動至達(dá)到勻速運動時的圖象．由圖象可知時運動員開始做勻速運動．根據(jù)圖象估算運動員做減速運動的過程中，空氣阻力對降落傘做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一束平行光以45°的入射角照射到半圓柱形玻璃磚的上表面上，已知玻璃磚對該平行光的折射率為。

（�。﹫A柱面上光線能夠射出的區(qū)域所對的圓心角θ是多少?

（ⅱ）若用該光進(jìn)行雙縫干涉實驗，測得雙縫間距為d=0.3mm，雙縫到光屏的距離為L=1.2m，第1條亮條紋到第10條亮條紋間的距離為a=22.77mm,求該光的波長。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某小組同學(xué)利用DLS實驗裝置研究支架上力的分解。A、B為兩個相同的雙向力傳感器，該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正，受到壓力時讀數(shù)為負(fù)。A連接質(zhì)量不計的細(xì)繩，并可沿固定的圓點位于圓弧形軌道的圓心處，保持桿沿水平方向。隨后按如下步驟操作：

①測量繩子與水平桿的夾角；

②對兩個傳感器進(jìn)行調(diào)零；

③用另一繩在點懸掛住一個鉤碼，記錄兩個傳感器讀數(shù)；

④取下鉤碼，移動傳感器A，改變角，重復(fù)上述步驟，得到圖示數(shù)據(jù)表格。

（1）根據(jù)表格，可知A傳感器對應(yīng)的是表中的力______（填“”或“”），并求得鉤碼質(zhì)量為____ （保留一位有效數(shù)字）；

（2）換用不同鉤碼做此實驗，重復(fù)上述實驗步驟，得到數(shù)據(jù)表格b。則表格b中所對應(yīng)的空缺處數(shù)據(jù)應(yīng)為_____N；

（3）實驗中，讓A感器沿圓心為O的圓弧形（不是其它的形狀）軌道移動的主要目的是（單選）（_______）

A.方便改變A傳感器的讀數(shù)

B.方便改變B傳感器的讀數(shù)

C.保持輕桿右端O的位置不變

D.方便改變細(xì)繩與桿的夾角

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】不久的將來,在一個未知星球上用如圖甲所示裝置研究平拋運動的規(guī)律．懸點O正下方P點處有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運動．現(xiàn)對小球采用頻閃數(shù)碼照相機連續(xù)拍攝．在有坐標(biāo)紙的背景屏前，拍下了小球在做平拋運動過程中的多張照片，經(jīng)合成后，照片如圖乙所示．a(chǎn)、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置，已知照相機連續(xù)拍照的時間間隔是0.10s，照片大小如圖中坐標(biāo)所示，又知該照片的長度與實際背景屏的長度之比為1：4，則：

①由以上信息，可知a點__________（選填“是”或“不是”）小球的拋出點；

②由以上及圖信息，可以推算出該星球表面的重力加速度為________m/s2；

③由以上及圖信息可以算出小球平拋的初速度是_________m/s；

④由以上及圖信息可以算出小球在b點時的速度是__________m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個導(dǎo)熱的圓筒底部有一條細(xì)短管連通，圓筒內(nèi)裝有約20cm深的水銀，K為閥門，處于關(guān)閉狀態(tài)。左側(cè)大圓筒的橫截面積，水銀面到圓筒頂部的高度，水銀上方是空氣，空氣的壓強，室溫。左側(cè)圓筒中豎直放置一根托里拆利管，管的橫截面積遠(yuǎn)小于兩圓筒的橫截面積，托里拆利管中水銀上方有氮氣，氮氣柱的長度，水銀柱的高度。右側(cè)小圓筒的橫截面積，一個活塞緊貼水銀放置。已知大氣壓強。求：

（Ⅰ）若環(huán)境溫度緩慢升高，左側(cè)圓筒內(nèi)空氣的壓強變?yōu)槎啻螅?/span>

（Ⅱ）在環(huán)境溫度為時，用力控制右側(cè)圓筒中活塞，打開閥門K，使活塞緩慢升高后固定，則托里拆利管中氮氣柱的長度最終變?yōu)槎啻�？（結(jié)果可以帶跟號）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小文同學(xué)在探究物體做曲線運動的條件時,將一條形磁鐵放在桌面的不同位置,讓小鋼珠在水平桌面上從同一位置以相同初速度v0開始運動后,得到不同軌跡,如圖a、b、c、d為四條運動軌跡。磁鐵放在位置A時,小鋼珠的運動軌跡是____(填軌跡字母代號),磁鐵放在位置B時,小鋼珠的運動軌跡是____(填軌跡字母代號)。實驗表明,當(dāng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向

______(選填“在”或“不在”)同一直線上時,物體做曲線運動。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一節(jié)鉛蓄電池的電動勢為2V，下列說法正確的是

A. 非靜電力把1C的正電荷在蓄電池內(nèi)從負(fù)極移送到正極做功為2J

B. 非靜電力把1C的正電荷在蓄電池內(nèi)從正極移動到負(fù)極做的功為2J

C. 無論是否接入電路，蓄電池兩極間的電壓始終為2V

D. 蓄電池在1s內(nèi)一定把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為2J的電能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小船在靜水中速度為3 m/s，它在一條水流速度為4 m/s、河寬為150 m的河中渡河，則（ ）

A. 小船渡河時間可能為40 s

B. 小船渡河時間至少需30 s

C. 小船不可能垂直河岸正達(dá)對岸

D. 小船在用50 s時間渡河的情況下，到對岸時被沿河岸沖下250 m

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同步練習(xí)冊答案