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假设太阳系内某行星和地球的公转轨道均为圆形,且在同一平面内,如图所示,半径较小的...

假设太阳系内某行星和地球的公转轨道均为圆形,且在同一平面内,如图所示,半径较小的轨道是某行星公转的轨道,半径较大的轨道是地球公转的轨道.在地球上观测,发现该行星与太阳可呈现的视角(太阳与行星均看成质点,它们与眼睛连线的夹角)有最大值,并且最大视角的正弦值为16/25.则该行星的公转周期为多少年?

 

0.512年 【解析】 设太阳的质量为M,地球质量为m0,地球轨道半径为r0,公转周期为T0,该行星质量为m,轨道半径为r,公转周期为T.当眼睛和该行星的连线与行星公转轨道相切时,视角最大,此时有, 万有引力提供向心力:, 联立解得.  
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考点分析:
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2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料,它的发现使太空电梯缆线的制造成为可能,人类将有望通过太空电梯进入太空。如图所示,现假设有一太空电梯悬在赤道上空某处,相对地球表面静止,忽略下面缆线的质量。已知地球半径为R,自转周期为T,地球质量为M,万有引力常量为G.试讨论:

(1)太空电梯的距地高度;

(2)若赤道平面内的一颗卫星环绕地球做圆周运动,环绕方向与地球自转方向相反,周期为2T,某一时刻卫星在太空电梯正上方,问至少经过多长时间卫星再次经过太空电梯正上方?

 

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我国的天链一号卫星是地球同步轨道卫星,可为载人航天器及中低轨道卫星提供数据通讯。如图为天链一号卫星、赤道平面内的低轨道卫星和地球的位置关系示意图,为地心,卫星相对地球的张角分别为图中未标出),卫星的轨道半径是4倍。已知卫星绕地球同向运行,卫星的周期为,在运行过程中由于地球的遮挡,卫星会进入与卫星通讯的盲区。卫星间的通讯信号视为沿直线传播,信号传输时间可忽略,下列分析正确的是(   

A.张角满足

B.卫星的周期为

C.卫星每次在盲区运行的时间为

D.卫星每次在盲区运行的时间为

 

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宇宙飞船以周期绕地球做圆周运动时,由于地球遮挡阳光,会经历类似日全食的过程,如图所示。已知地球的半径为,地球质量为,引力常量为,地球自转周期为太阳光可看作平行光,宇航员在点测出的张角为,则(   

A.飞船绕地球运动的线速度为

B.一天内飞船经历日全食的次数为

C.飞船每次经历日全食过程的时间为

D.飞船每次经历日全食过程的时间为

 

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人造卫星甲、乙分别绕地球做匀速圆周运动,卫星乙是地球同步卫星,卫星甲、乙的轨道平面互相垂直,乙的轨道半径是甲轨道半径的倍,某时刻两卫星和地心在同一直线上,且乙在甲的正上方(称为相遇),如图所示,在这以后,甲运动8周的时间内,它们相遇了(   )

A.4次 B.3次 C.2次 D.6次

 

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已知地球自转周期为T0,有一颗与同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星,自西向东绕地球运行,其运行半径为同步轨道半径的四分之一,该卫星两次在同一城市的正上方出现的时间间隔可能是

A. B. C. D.

 

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