问题 选择题

m表示地球同步通信卫星的质量、h表示卫星离地面的高度、M表示地球的质量、R0表示地球的半径、g0表示地球表面处的重力加速度、T0表示地球自转的周期、ω0表示地球自转的角速度,则:

(1)地球同步通信卫星的环绕速度v为:

A.ω0R0+h

B.

C.

D.  

(2)地球同步通信卫星所受的地球对它的万有引力F的大小为:

A.m

B.mω20R0+h

C.m

D.m

(3)地球同步通信卫星离地面的高度h为:

A.因地球同步通信卫星和地球自转同步,则卫星离地面的高度就被确定

B. -R0

C. -R0

D.地球同步通信卫星的角速度虽已确定,但卫星离地面的高度可以选择.高度增加,环绕速度增大,高度降低,环绕速度减小,仍能同步

答案

(1)A、B、C、D均正确.(2)A、B、C、D均正确.(3)A,B,C正确.

解题方法与技巧:(1)设地球同步卫星离地心的高度为r,

r=R0+h则环绕速度v=ω0r=ω0R0+h).

同步卫星圆周运动由万有引力提供向心力:

Gv=

又有G=mω02,所以r=

v=ω0r=ω0==故选项A、B、C、D均正确.

(2)地球同步卫星的重力加速度为g′=(2·g0,地球对它的万有引力大小可认为等于同步卫星的重力mg0来提供向心力:即mg0=mω02R0+h

所以h=-R0

F=mω02R0+h)=m故选项A、B、C、D均正确.

(3)因为h=-R0,式中R0g0ω0都是确定的,故h被确定.

ω0=

所以h=-R0

故选项A,B,C正确.

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