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
4π
-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
4π
-R)
根据黄金代换得:GM=gR2,
t=[4/c](
3
gR2T2
4π
-R)
答:最短要等[4/c](
3
gR2T2
4π
-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.