Question

關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A．衛(wèi)星可以經(jīng)過(guò)地球兩極的正上方

B．衛(wèi)星質(zhì)量越大，繞地球運(yùn)行的速度就越大

C．衛(wèi)星的速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度

D．衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期等于地球自轉(zhuǎn)周期

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(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：A、它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，這是不可能的，因此同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止不動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，列出等式：

GMm

(R+h)2

=m

4π2

T2

（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B錯(cuò)誤．
C、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．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=

GM r

可以發(fā)現(xiàn)，同步衛(wèi)星運(yùn)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C錯(cuò)誤．
D、由于是同步，因此衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng)：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．