解题思路:摄像机只要将地球的赤道拍摄全,便能将地面各处全部拍摄下来;根据万有引力提供向心力和万有引力等于重力求出卫星周期.由地球自转角速度求出卫星绕行地球一周的时间内,地球转过的圆心角,再根据弧长与圆心角的关系求解.
设卫星周期为T1,根据万有引力提供向心力得:
GMm
(R+h)2=
m•4π2
T21(R+h) ①
又[GMm
R2=mg ②
有T1=
2π/R]
(h+R)3
g ③
地球自转角速度为ω=[2π/T] ④
在卫星绕行地球一周的时间T1内,地球转过的圆心角为
θ=ωT1=[2π/T]T1⑤
那么摄像机转到赤道正上方时摄下圆周的弧长为s=θR ⑥
由①②③④⑤⑥得s=
4π2
T
(h+R)3
g
答:卫星的摄像机至少能拍摄地面上赤道圆周的弧长是
4π2
T
(h+R)3
g.
点评:
本题考点: 万有引力定律及其应用;人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
考点点评: 本题考查应用物理知识分析研究科技成果的能力,基本原理:建立模型,运用万有引力等于向心力研究.