近地偵察衛星在通過地球兩極上空的圓軌道(軌道平面垂直于赤道平面)上運行,連續兩次經過日照條件下的赤道上空時,恰能正對赤道上經度差為30°的兩個軍事目標進行拍攝.求(1)衛星的運行周期(2)衛星離地面的高度(3)衛星的線速度.設地球半徑為R,地面處的重力加速度為g,地球自轉的周期為T.
【答案】
分析:(1)根據衛星繞行一周,地球自轉過30°求出衛星周期
(2)根據萬有引力提供向心力列出等式求解
(3)根據圓周運動的公式求解
解答:解:(1)由題可知衛星繞行一周,地球自轉過30°,
所以衛星周期為

(2)設衛星離地面的高度為h,根據萬有引力提供向心力列出等式
則

又

得h=

(3)根據圓周運動的公式得

得

答:(1)衛星的運行周期是

(2)衛星離地面的高度是

(3)衛星的線速度是

.
點評:本題要掌握萬有引力的作用,天體運動中萬有引力等于向心力,地球表面忽略地球自轉時萬有引力等于重力,結合圓周運動的公式求解.