题目内容
20.对于地球同步卫星的认识,正确的是( )A. | 它们只能在赤道的正上方,它们的轨道半径可以不同,卫星的加速度为零 | |
B. | 它们运行的角速度与地球自转角速度相同,相对地球静止,且处于平衡状态 | |
C. | 它们的轨道半径都相同且一定在赤道的正上方,且运行速度小于近地卫星环绕速度 | |
D. | 它们可在我国北京上空运行 |
分析 了解同步卫星的含义,即同步卫星的周期必须与地球相同.
物体做匀速圆周运动,它所受的合力提供向心力,也就是合力要指向轨道平面的中心.
通过万有引力提供向心力,列出等式通过已知量确定未知量.
解答 解:A、它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的.因为同步卫星要和地球自转同步,即ω相同,根据F=$G\frac{Mm}{{r}_{\;}^{2}}$=mω2r,因为ω一定,所以 r 必须确定,加速度指向圆心提供向心加速度,故A错误.
B、同步卫星要与地球的自转实现同步,就必须要角速度与地球自转角速度相同,相对地球静止,但合力指向圆心,不是处于平衡状态,故B错误.
C、根据万有引力提供向心力,列出等式:
$G\frac{Mm}{{r}_{\;}^{2}}=m\frac{{v}_{\;}^{2}}{r}$
得:v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$.
第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是最大的圆周运动的环绕速度.而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径,根据v的表达式可以发现,同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度.故C正确.
D、它们只能在赤道的正上方,它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的,所以不可能定点在北京正上方,故D错误.
故选:C
点评 地球质量一定、自转速度一定,同步卫星要与地球的自转实现同步,就必须要角速度与地球自转角速度相等,这就决定了它的轨道高度和线速度.
练习册系列答案
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