我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行．为了获得月球表面全貌的信息，让卫星轨道平面缓慢变化．卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球．设地球和月球的质量分别为M和m，地球和月球的半径分别为R和R1，月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为r和r1，月球绕地球转动的周期为T．假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面，求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间（用M、m、R、R1、r、r1和T表示，忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响）．
附：解答本题可能用到的数学知识：
若sinθ=a，则θ=arcsina；若cosθ=b，则θ=arccosb． |
如图，O和O′分别表示地球和月球的中心．在卫星轨道平面上，A是地月连心级OO′与地月球面的公切线ACD的交点，D、C和B分别是该公切线与地球表面、月球表面和卫星圆轨道的交点，根据对称性，过A点在另一侧作地月球面的公切线，交卫星轨道于E点．卫星在圆弧BE上运动时发出的信号被遮挡．
设探月卫星的质量为m0，万有引力常量为G，根据万有引力定律有
=mr ①
=m0r1 ②
式中，T1是探月卫星绕月球转动的周期．
由①②式得()2=()3③
设卫星的微波信号被遮挡的时间为t，则由于卫星绕月球做匀速圆周运动，应有
=④
式中，α=∠CO′A，β=∠CO′B．
由几何关系得 rcosα=R-R1⑤r1cosβ=R1⑥
由③④⑤⑥式得t=（arccos-arccos）
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核心考点
试题【我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行．为了获得月球表面全貌的信息，让卫星轨道平面缓慢变化．卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球．设地球和月】；主要考察你对
近地卫星和同步卫星等知识点的理解。
[详细]举一反三
a是地球赤道上的一幢建筑，b是在赤道平面内作匀速圆周运动离地面9.6×106m的卫星，C是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方，如图甲所示．经48h，a，b，c的大致位置是图乙中的：（地球半径R=6.4×106m，地球表面重力加速度g=10m/s2，=π）（ ） |
| 两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径之比r1：r2=2，则它们的速度之比等于（ ） |
如图所示，同一轨道平面内的几颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，某时刻它们恰好在同一直线上，下列说法正确的是（ ）| A．、根据v=可知它们的运行速度大小关系为vA＞vB＞vC | | B．、它们的运转角速度的关系为ωA＞ωB＞ωC | | C．、它们的向心加速度的大小关系为aA＜aB＜aC | | D．、各自运动一周后，A最先回到图示位置 |
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如图所示，飞船在绕地球无动力飞行过程中沿如图所示椭圆轨道运行，地球的中心位于椭圆的-个焦点上．A为椭圆轨道的近地点，B为椭圆轨道的远地点．则飞船从A点开始沿椭圆轨道运行的-个周期内下列论述正确的是（ ）| A．动能先增大后减小 | | B．机械能先增大后减小 | | C．加速度先减小后增大 | | D．万有引力先做正功然后做负功 |
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如图 所示，发射地球同步卫星时，可认为先将卫星发射至距地面高度为 h1 的圆形近地轨道上，在卫星经过 A点时点火（喷气发动机工作）实施变轨进入椭圆轨道，椭圆轨道的近地点为 A，远地点为 B．在卫星沿椭圆轨道运动到 B 点（远地点 B 在同步轨道上）时再次点火实施变轨进入同步轨道，两次点火过程都使卫星沿切向方向加速，并且点火时间很短．
已知同步卫星的运动周期为 T，地球的半径为 R，地球表面重力加速度为 g，
求：（计算结果用题目中给出的物理量的符号来表示）
（1）卫星在近地圆形轨道上运动时的加速度大小
（2）同步卫星轨道距地面的高度． |
