问题 问答题

嫦娥一号”探月卫星在空中运动的简化示意图如下.卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再次调速后进入工作轨道.已知卫星在停泊轨道和工作轨道运行半径分别为R和R1,地球半径为r,月球半径为r1,地表面重力加速度为g,月球表面重力加速度为

g
6

求:

(1)卫星在停泊轨道上运行的线速度;

(2)卫星在工作轨道上运行的周期.

答案

(1)卫星在停泊轨道上运行,根据万有引力提供向心力:

GMm
R2
=
mv2
R

v=

GM
R

在地球表面运用黄金代换式GM=gr2

v=r

g
R

(2)卫星在工作轨道上运行,根据万有引力提供向心力:

GM′m
R21
=
m?2R1
T2

T=2π

R31
GM′

在月球表面运用黄金代换式GM′=

g
6
r12

T=

2πR 1
r 1
6R1
g

答:(1)卫星在停泊轨道上运行的线速度是r

g
R

(2)卫星在工作轨道上运行的周期是

2πR 1
r 1
6R1
g

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