Question

18．氣象衛(wèi)星是用來拍攝云層照片，觀測氣象資料和測量氣象數(shù)據的．我國先后自行成功研制和發(fā)射了“風云一號”和“風云二號”兩顆氣象衛(wèi)星．“風云一號”衛(wèi)星軌道與赤道平面垂直，通過兩極，每12小時巡視地球一周，稱為“極地圓軌道”．“風云二號”氣象衛(wèi)星軌道平面在赤道平面內稱為“地球同步軌道”則“風云一號”衛(wèi)星比“風云二號”衛(wèi)星（　�。�

• A． 發(fā)射速度大
• B． 覆蓋地面區(qū)域大
• C． 線速度小
• D． 向心加速度小

Answer 1

分析 “風云一號”衛(wèi)星是極地衛(wèi)星，周期為12h，風云二號衛(wèi)星為地球同步軌道衛(wèi)星，故周期為24h，根據萬有引力等于向心力，得到周期與半徑的關系式，由此可知周期越大，軌道半徑越大，衛(wèi)星離地面越高．衛(wèi)星運行時萬有引力提供向心力，可根據牛頓第二定律得到軌道半徑、向心加速度以及線速度的大小關系，根據這個關系再討論即可．

解答 解：A、“風云一號”衛(wèi)星是極地衛(wèi)星，周期為12h，風云二號衛(wèi)星為地球同步軌道衛(wèi)星，周期為24h，衛(wèi)星繞地球運行時，由萬有引力提供向心力，則有
  G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$r，得到T=2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$，則得知，“風云一號”的軌道半徑較�。�向更高軌道發(fā)射衛(wèi)星需要克服重力做更多的功，故高軌道衛(wèi)星比低軌道的衛(wèi)星需要更大的發(fā)射速度，“風云一號”衛(wèi)星比“風云二號”衛(wèi)星軌道高度小，所以發(fā)射速度小，故A錯誤．
B、“風云二號”衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星，相對地球靜止，觀測的區(qū)域是固定的不變的，而“風云一號”衛(wèi)星是極地衛(wèi)星，觀測的區(qū)域是全球范圍，故“風云一號”衛(wèi)星觀測區(qū)域比“風云二號”衛(wèi)星觀測區(qū)域大．故B正確．
C、由G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，得 v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$，則知衛(wèi)星的軌道半徑越大，線速度越小，“風云一號”衛(wèi)星比“風云二號”衛(wèi)星軌道高度小，所以線速度大，故C錯誤．
D、由萬有引力提供向心加速度G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=ma，得a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$，即衛(wèi)星的軌道半徑越大，向心加速度越小，“風云一號”衛(wèi)星比“風云二號”衛(wèi)星軌道高度小，向心加速度大，故D錯誤．
故選：B

點評 本題的關鍵要掌握衛(wèi)星問題的基本思路：萬有引力提供向心力，要注意能夠根據題意選擇恰當?shù)南蛐牧Φ谋磉_式，根據關系公式推導出速度、周期公式等表達式，再根據半徑關系進行討論．