02-07-8_卫星可观测时间
现如今，针对本期高中物理竞赛的试题而言，我们一同去深入探究，于理想情形之下，在地球上面能够切实有效接收到卫星信号的那段时间，又或者是地球上的观察者能够观察到卫星的那段时间。此道题目涉及到了两个转动，其一乃是地球上的接收者或者是观察者伴随着地球所进行的圆周运动，其二则是卫星围绕着地球所持续的圆周运动，这就需要去考量速度的相对性，当两者都在做圆周运动的时候，能够将其简化为去考虑角速度的相对性，并且结合几何关系以及万有引力等方面的知识，如此一来便能够得出时间。
好了，不多说了，先看看本期试题吧高中物理竞赛题型，后面具体说明解题思路。
高中物理竞赛典型题与解题步骤
存在一人造地球卫星，其处于地球赤道上空，离地面距离等同于地球半径，该卫星沿着地球自转方向，围绕地球做匀速圆周运动，那么赤道上的观测站能够连续观测到该卫星的最长时间是多少呢，这里已知地球半径 。
高中物理竞赛题解题方法
本题起始就要针对于此现象开展作图剖析高中物理竞赛题型，寻觅出能够观测到卫星的卫星运行范畴 ，这凭借作图不难获取 ，首先要确定一个观测点 ，也就是图里的A点 ，随后思索A点处能够观测到的范畴 ，也就是两条地平线其间的天空部分 ，在图里便是A点的切线往上部分 ，针对卫星的轨道来讲 ，图中的圆弧BDC 就是卫星能够被A点观测到的时间 ，然而该图并未考量地球的自转 ，换句话讲 ，此图是以地球作为参考系的 ，鉴于卫星顺着地球自转方向运动 ，因而卫星的运动速度就是卫星围绕地球的运行角速度减掉地球的运行角速度 ，这同样是本题之中的一个较为关键要点。
好了，有了上述有关解题的思路，相对而言就比较易于去撰写方程了。首先针对卫星展开受力方面的分析，经分析发觉其万有引力能起到提供向心力的作用，依据牛顿第二定律进而写出方程，如此便能够得出卫星环绕地球运转的角速度，仔细去查看题目的已知量，却发现地球相关的质量并未被给出，所以针对此题目而言还需要借助g的定义，把地球的质量以某种方式表示呈现出来，随后再将其代入到卫星围绕地球的角速度具体表达式之中，最终得以收获可以用于计算的卫星角速度公式 。
接着要得出地球自转角速度的大小，这借助生活常识便可轻松算出，地球自转一周的时长是24小时，也就是说地球旋转360度时，花费24乘以3600秒的时间，依据此就能算出地球自转角速度。随后思考以地球为参考系时，卫星运动的角速度，鉴于卫星顺着地球自转方向运动，所以依据运动的相对性关系，得出卫星的运动速度等于卫星围绕地球运动的角速度减去地球自转角速度，这便是题目里最终得出的角速度。
首先，由图可知，在A点能够观测到的卫星角度范围为120度，之后，结合角速度的关系，进而得出观测时间，最后，不难发现，答案中的时间不到两个小时，并且，若要实现全天24小时覆盖，那么至少需要这样的卫星12颗，所以，怪不得北斗组网需要这么多卫星呢。
高中物理竞赛题重难点突破
此题目之难点在于，对作图予以分析，以及针对以地面为参考系时卫星运动速度进行表示，当中作图的正确性起到了决定性作用 。并且要留意到，在图1的作图之过程中，并未将地球的自转运动考虑进去 。所以卫星的运动速度是需要对运动的相对性原理加以考虑的 。惟有这两个点都予以注意到留学之路，此题目应当不会困难 。