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同步卫星的特点、向心加速度及线速度分析

更新时间:2024-06-24 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

分析同步卫星的特点:固定周期(24h)、固定轨道(赤道上方)、固定高度、固定速度。卫星在轨道上的向心加速度近似等于重力在轨道上的加速度,根据G$frac{Mm}{{r}^{2}}$=mg可得:g=$frac{GM}{{r}^{2}}$,r越大,g越小。可见卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度。地球第一宇宙速度就是卫星在接近地球表面做匀速圆周运动的速度,根据G$frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$frac{{v}^{2}}{r}$可得:v=$sqrt{frac{GM}{r}}$。 r越大,v越小卫星的向心加速度都小于地面重力加速度,可以看出卫星的线速度小于第一宇宙速度。u3b物理好资源网(原物理ok网)

答案:A.同步卫星的轨道是固定的(在赤道上方),所以A错误。u3b物理好资源网(原物理ok网)

B.卫星在轨道上的向心加速度近似等于轨道上的重力加速度。根据G$frac{Mm}{{r}^{2}}$=mg可得:g=$frac{GM}{{r}^{2}}$。r越大,g越小。可见卫星在轨道上的向心加速度小于地球表面的重力加速度。因此B是正确的。u3b物理好资源网(原物理ok网)

C.地球的第一宇宙速度是卫星在靠近地球表面做匀速圆周运动的速度。根据G$frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$frac{{v}^{2}}{r}$可得:v=$sqrt{frac{GM}{r}}$。r越大,v越小。可见卫星的线速度小于第一宇宙速度。因此C是错误的。u3b物理好资源网(原物理ok网)

卫星的向心加速度都小于地面重力加速度u3b物理好资源网(原物理ok网)

D. 地球同步卫星与地球同步,所以它们的周期相同。根据G$frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}r$可知卫星的向心加速度都小于地面重力加速度,轨道半径相同。因此,D是正确的。u3b物理好资源网(原物理ok网)

因此答案为:BD。u3b物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题的关键是了解同步卫星的特点和第一宇宙速度的概念,然后结合万有引力提供向心力、万有引力约等于重力两个知识点进行解答。u3b物理好资源网(原物理ok网)

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