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13.1990年4月25日,科學(xué)家將哈勃天文望遠(yuǎn)鏡送上距地球表面約600km的高空,使得人類對宇宙中星體的觀測與研究有了極大進(jìn)展.假設(shè)哈勃望遠(yuǎn)鏡沿圓軌道繞地球運(yùn)行.已知地球半徑為6.4×106 m,利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為一定值這一事實(shí)可得到哈勃望遠(yuǎn)鏡繞地球運(yùn)行的周期.(g取10m/s2,77.5313=4.26,最后結(jié)果均保留2為有效數(shù)字.)
(1)試計算同步衛(wèi)星與地球表面的距離;
(2)哈勃望遠(yuǎn)鏡的運(yùn)行周期.

分析 根據(jù)萬有引力提供向心力和地球表面的物體所受的重力約等于地球?qū)λ娜f有引力列出等式求解;
哈勃天文望遠(yuǎn)鏡繞地球做勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)哈勃天文望遠(yuǎn)鏡的萬有引力等于向心力和地球表面重力加速度公式,列出兩式聯(lián)立求解出周期表達(dá)式,再代入進(jìn)行計算;也可以將哈勃天文望遠(yuǎn)鏡與同步衛(wèi)星的周期直接比較求解;還可以運(yùn)用開普勒第三定律求解.

解答 解:(1)根據(jù)萬有引力提供向心力
GMmr2=m4π2T2r
r=R+h,同步衛(wèi)星的周期T=24 h=24×3600s=8.64×104s
處于地球表面的物體所受的重力約等于地球?qū)λ娜f有引力:GMmR2=mg
解得r=4.26×107 m.
所以地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離h=r-R=3.6×107 m.
(2)由開普勒第三定律可知,h1+R3T21=h+R3T2
R為地球的半徑,h1、T1、h、T分別表示哈勃望遠(yuǎn)鏡到地表的距離、哈勃望遠(yuǎn)鏡的周期、同步衛(wèi)星到地表的距離、同步衛(wèi)星的周期(24 h),
代入數(shù)據(jù)解得T1=1.6 h
答:(1)同步衛(wèi)星與地球表面的距離是3.6×107 m;
(2)哈勃望遠(yuǎn)鏡的運(yùn)行周期是1.6 h.

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力這一理論,并能靈活運(yùn)用,注意軌道半徑與高度的區(qū)別.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.在人類對光的本質(zhì)的艱苦探索過程中,提出光子假說的科學(xué)家是( �。�
A.愛因斯坦B.普朗克C.牛頓D.麥克斯韋

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖所示,一質(zhì)量為m=2×10-27kg,電荷量為q=1.6×10-19C的帶電粒子(重力忽略不計),經(jīng)電壓為U1=160V的電場加速后,沿偏轉(zhuǎn)極板的中線垂直射入電場,并恰好沿下邊緣射出,已知偏轉(zhuǎn)電場的極板長度為L=0.32m,極板間距離為d=0.08m,求
(1)粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0;
(2)粒子通過偏轉(zhuǎn)電場的時間t;
(3)偏轉(zhuǎn)電壓U2

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.半徑R=1m的14圓弧導(dǎo)軌末端切線與水平導(dǎo)軌相切,從圓弧導(dǎo)軌頂端A靜止釋放一個質(zhì)量m=1kg的木塊,測得其滑至底端B的速度vB=3m/s,以后又沿水平導(dǎo)軌滑行了3m,最終停在C點(diǎn),如圖所示,求:
(1)圓弧導(dǎo)軌的摩擦力對木塊所做的功;
(2)BC段導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)(g=10m/s2).
(3)假設(shè)在C處有一壓縮的彈簧,至少需要存儲多大的彈性勢能才能把木塊沿CBA原路彈回頂端A.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動的下列說法中,正確的是( �。�
A.勻變速運(yùn)動的物體一定沿直線運(yùn)動
B.變速運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動
C.曲線運(yùn)動軌跡上任一點(diǎn)的切線方向就是質(zhì)點(diǎn)在這一點(diǎn)的瞬時速度方向
D.有些曲線運(yùn)動也可能是勻速運(yùn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖是同一地點(diǎn)兩個不同單擺甲、乙的振動圖象,下列說法中不正確的是( �。�
A.甲、乙兩單擺的擺長相等
B.甲擺的振幅比乙擺大
C.甲擺的機(jī)械能比乙擺大
D.在t=0.5 s時,乙擺有最大正向的加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.一臺發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4 000kW,電壓為4 000V,經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電,輸電線路總電阻R=1kΩ,到目的地經(jīng)變壓器T2降壓,負(fù)載為多個正常發(fā)光的燈泡(220V,60W).若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%,變壓器T1和T2的耗損可忽略,發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài).求:

(1)變壓器T1和T2的匝數(shù)比分別是多少?
(2)有多少盞燈泡(220V、60W)正常發(fā)光?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖所示,虛線右側(cè)存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向外,正方形金屬框電阻為R,邊長是L,自線框從左邊界進(jìn)入磁場時開始計時,在外力作用下由靜止開始,以垂直于磁場邊界的恒定加速度a進(jìn)人磁場區(qū)域,t1時刻線框全部進(jìn)入磁場.規(guī)定順時針方向?yàn)楦袘?yīng)電流I的正方向.外力大小為F,線框中電功率的瞬時值為P,通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為q,其中P-t圖象為拋物線.則這些量隨時間變化的關(guān)系不正確的是( �。�
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.兩塊水平放置的金屬板間的距離為d,用導(dǎo)線與一個n匝線圈相連,線圈電阻為r,線圈中有豎直方向的磁場,電阻R與金屬板連接,如圖所示,兩板間有一個質(zhì)量為m、電荷量-q的油滴恰好處于靜止.則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況和磁通量的變化率分別是( �。�
A.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正增強(qiáng),Φt=dmgnq
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正增強(qiáng),Φt=dmgnq
C.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正減弱,Φt=dmgR+rnRq
D.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正減弱,Φt=dmgR+rnRq

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同步練習(xí)冊答案
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