Question

4．關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（　�。�

• A． 它不一定在赤道上空
• B． 它的離地高度和運行周期都是確定值
• C． 所有同步衛(wèi)星都有相同的速度和加速度
• D． 它的線速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

Answer 1

分析 了解同步衛(wèi)星的含義，即同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同．
物體做勻速圓周運動，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，也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度．

解答 解：A、它若在除赤道所在平面外的任意點，假設(shè)實現(xiàn)了“同步”，那它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上，這是不可能的，因此同步衛(wèi)星一定在赤道上空，故A錯誤；
BC、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，那么加速度大小也一定相同，但它們的方向時刻改變，故B正確，C錯誤．
D、第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度．而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$可以發(fā)現(xiàn)，同步衛(wèi)星運行的線速度一定小于第一宇宙速度，第二宇宙速度是脫離地球的束縛的速度，第二宇宙速度大于第一宇宙速度，故D錯誤．
故選：B．

點評 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．