Question

从1984年我国第一颗试验同步卫星发射成功到2005年神舟五号载人飞行，我国的航天事业实现了两次质的飞跃．神舟五号历经21小时27分37秒，绕地球运行14圈后安全着陆．则运行时神舟五号与同步卫星相比（　　）

A、神舟五号比同步卫星的加速度小

B、神舟五号比同步卫星的线速度大

C、神舟五号比同步卫星离地高度大

D、神舟五号比同步卫星角速度大

Answer 1

分析：卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，列出等式通过对轨道半径不同，来分析各自加速度、线速度、角速度及周期与频率的关系．

解答：解：根据万有引力提供向心力，则得：G

Mm

r2

=ma_n=mω²r=m

v2

r

=m

4π2

T2

r，
则得T=2π

r3 GM

，v=

GM r

，ω=

GM r3

，a_n=

GM

r2

．可见，轨道半径越大，加速度越小，周期越大，线速度越小，角速度越小．
由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，为24h，大于神舟五号的周期，则根据上面等式得出：神舟五号半径小于同步卫星的半径，所以神舟五号的加速度大，线速度大，高度大，角速度大，故AC错误，BD正确；
故选BD

点评：本题应用万有引力提供向心力，并根据轨道半径的不同，来分析加速度、线速度、角速度、周期与频率如何变化．
同时要知道同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同．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大小．