Question

9．閱讀以下材料，回答相關問題．
                                                       北斗衛(wèi)星導航系統
       2015年3月30日，搭載首顆新一代北斗導航衛(wèi)星的長征三號丙運載火箭（如圖）在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，成功將北斗衛(wèi)星導航系統第17顆衛(wèi)星送入工作軌道，標志著我國北斗衛(wèi)星導航系統由區(qū)域運行向全球拓展的啟動實施．
       北斗衛(wèi)星導航系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成，空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成．5顆靜止軌道衛(wèi)星定點位置為東經58.75°、80°、110.5°、140°、160°，離地面的高度約為3.60×10⁴km；30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星軌道離地面高度約為2.15×10⁴km．
       預計到2020年，我國將建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導航系統，其定位精度1～2m，定位時間3s，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力．
請回答下列問題：
（1）長征三號丙運載火箭發(fā)射加速升空過程中，火箭的機械能增大（選填“增大”、“不變”或“減小”）．
（2）北斗衛(wèi)星導航系統的空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成．
（3）若從地面向靜止軌道衛(wèi)星發(fā)送電磁波信號，至少需要0.24s信號可返回地面．

Answer 1

分析 （1）動能與物體的質量和速度有關，物體的質量越大，速度越大，動能越大；重力勢能與物體的質量和高度有關，物體的質量越大，高度越高，重力勢能越大；機械能等于動能加勢能．
（2）空間端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星．
（3）根據距離s和速度v，利用公式t=$\frac{s}{v}$就可以計算出時間．

解答 解：（1）長征三號丙運載火箭發(fā)射加速升空過程中，其質量不變，速度變大，故動能變大；同時其質量不變，高度增加，故重力勢能增大；由于機械能等于動能加勢能，故機械能也增大．
（2）分析材料可知：空間端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星．
（3）根據v=$\frac{s}{t}$，電磁波傳播的距離：s=3.6×10⁴km×2=7.2×10⁴km；
所以從地面發(fā)送電磁波信號通過同步衛(wèi)星返回至少需要的時間：
t=$\frac{s}{c}$=$\frac{7.2×1{0}^{4}km}{3×1{0}^{5}km/s}$=0.24s
故答案為：（1）增大； （2）5顆靜止軌道衛(wèi)星；（3）0.24；

點評 本題通過衛(wèi)星的發(fā)射過程考查了衛(wèi)星導航系統的組成、速度公式及其變形的應用等，是一道綜合性題目．