11.如图所示是航天控制中心的大屏幕上的一幅卫星运行轨迹图,它记录了卫星在地球表面垂直投影的位置变化

11.如图所示是航天控制中心的大屏幕上的一幅卫星运行轨迹图,它记录了卫星在地球表面垂直投影的位置变化;图中表示在一段时间内卫星绕地球中心圆周飞行四圈,依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹①、②、③、④,图中分别标出了各地点的经纬度(如:在轨迹①通过赤道时的经度为西经157.5°,绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时的经度为180°),设地球半径为R=6400千米,卫星离地面的高度为343千米。
(1)卫星运行的周期是多少?
(2)请用纬度表示卫星上摄像设备能拍摄到的地表范围。
 
答案】解:①卫星每运行一周,地球自转角度为180°﹣157.5°=22.5°
则卫星运行的周期T为T=×24×3600S=5400s=1.5h。
②从图中可知卫星轨道平面与赤道平面的夹角为42.4°

 

 
由图可知:cosa==0.9491,即a=18.36°,42.4+a=60.76,可得拍摄范围在北纬60.76°到南纬60.76°之间。

答:(1)卫星运行的周期是1.5小时;
(2)卫星上摄像设备能拍摄到的地表范围是北纬60.76°到南纬60.76°之间。
解析】(1)在轨迹①通过赤道时的经度为西经157.5°,绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为l80°,即“神舟十号”转一圈,地球自转转过22.5°,可求出卫星与地球自转周期的关系,从而可求出卫星的周期。
(2)根据万有引力提供向心力,通过周期关系,得出轨道半径关系,从而求出“神舟十号”离地面的高度。

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