问题 问答题

9.11恐怖事件发生后,美国为了找到本•拉登的藏身地点,使用了先进的侦察卫星.据报道:美国将多颗最先进的KH-11、KH-12“锁眼”系列照相侦察卫星调集到中亚地区上空.“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球沿椭圆轨道运动,近地点265千米(指卫星距地面最近距离),远地点650千米(指卫星距地面最远距离),质量为13.6吨~18.2吨. 这些照相侦察卫星上装有先进的CCD数字照相机,能够分辨出地面上0.1米大小的目标,并自动地将照片传给地面接收站及指挥中心.

由开普勒定律知道:如果卫星绕地球做圆周运动的圆轨道半径跟椭圆轨道的半长轴相等,那么,卫星沿圆轨道运动的周期跟卫星沿椭圆轨道运动的周期相同.

请你由上述数据:(1)判断卫星在近地点和远地点运动的速度哪个大?并简要说明理由.

(2)估算这些“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球运动的周期.要求一位有效数字.(地球的半径为R=6400千米,取g=10m/s2

答案

(1)近地点的速度大.

根据机械能守恒原理近地点的重力势能相对远地点小,动能大而质量不变故速度大.

(2)卫星绕地球作匀速圆周运动,

半径:r=(

265+650
2
+6400)km=6857.5km  

又:

GMm
R2
=mg                

GMm
r2
=
m4π2r
T2

联解可得:T=

2πr
R
r
g
≈6×103 s

答:(1)近地点的速度大.(2)侦察卫星绕地球运动的周期6×103s

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