如果你用卫星电话通过同步卫星转发的无线电信号与对方通话,则在你讲完话后,最短要等多少时间才能听到对方的回话?已知地球的质

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  • 解题思路:同步卫星和月球都是绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力GMmr2=mr4π2T2,求出轨道半径,从而得出同步卫星的高度,根据速度公式求出时间.

    地球同步卫星是相对地面静止的卫星,它绕地球运动的周期与地球自转周期T相同.

    设卫星距地面的距离h,卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力是地球对卫星的万有引力,

    由牛顿运动定律和万有引力定律,可得:G[Mm

    (R+h)2=m(R+h)(

    2π/T])2

    解得:h=

    3

    GMT2

    -R

    信号传递的最短距离是2 h,受话人听到发话人的信号后立即回话,信号又需传播2 h的距离后才能到达发话人处,

    由此可知最短时间为:t=[2×2h/c]=[4/c]•(

    3

    GMT2

    -R)

    根据黄金代换得:GM=gR2

    t=[4/c](

    3

    gR2T2

    -R)

    答:最短要等[4/c](

    3

    gR2T2

    -R)才能听到对方的回话.

    点评:

    本题考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.

    考点点评: 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力GMmr2=mr4π2T2.