Question

13．關(guān)于地球同步衛(wèi)星的下述說法中，正確的是（　�。�

• A． 同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，它離地面的高度和環(huán)行速率都是確定的
• B． 同步衛(wèi)星的角速度和地球自轉(zhuǎn)角速度相同．但同步衛(wèi)星的高度和環(huán)行速率可以選擇
• C． 我國發(fā)射的同步衛(wèi)星可以定點(diǎn)在北京上空
• D． 同步衛(wèi)星的軌道可以不在地球赤道平面內(nèi)

Answer 1

分析 地球同步衛(wèi)星的角速度必須與地球自轉(zhuǎn)角速度相同．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向軌道平面的中心．第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)繞速度．

解答 解：AB、根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：$\frac{GMm}{（R+h）^{2}}$=m$\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$（R+h），其中R為地球半徑，h為同步衛(wèi)星離地面的高度．由于同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同，所以T為一定值，根據(jù)上面等式得出：同步衛(wèi)星離地面的高度h也為一定值．由于軌道半徑一定，則線速度的大小也一定，故A正確，B錯(cuò)誤；
CD、地球同步衛(wèi)星若在除赤道所在平面外的任意點(diǎn)，假設(shè)實(shí)現(xiàn)了“同步”，那它的運(yùn)動(dòng)軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個(gè)平面上，就穩(wěn)定做圓周運(yùn)動(dòng)，這是不可能的，因此地球同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止不動(dòng)，所以必須定點(diǎn)在赤道的正上方，地球同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止，運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度一定相同，故CD錯(cuò)誤；
故選：A．

點(diǎn)評(píng) 此題要理解并掌握地球同步衛(wèi)星的條件．地球質(zhì)量一定、自轉(zhuǎn)速度一定，同步衛(wèi)星要與地球的自轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)同步，就必須要角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，這就決定了它的軌道高度和線速度大小，同時(shí)同步衛(wèi)星有四個(gè)“定”：定軌道、定高度、定速度、定周期．