近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题(学生版)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题
命题人：罗 通 审题人：李吉彬
近地卫星、同步卫星和赤道上随地球自转的物体的三种匀速圆周运动的比较
(1)轨道半径：近地卫星与赤道上物体的轨道半径相同，同步卫星的轨道半径较大，即r
同>r 近＝r 物． (2)运行周期：同步卫星与赤道上物体的运行周期相同．由T ＝2π
r 3GM 可知，近地卫星的周期要小于同步卫星的周期，即T 近 (3)向心加速度：由G Mm r 2＝ma 知，同步卫星的加速度小于近地卫星的加速度．由a ＝rω2＝r ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2知，同步卫星的加速度大于赤道上物体的加速度，即a 近>a 同>a 物． (4)动力学规律：近地卫星和同步卫星都只受万有引力作用，由万有引力充当向心力，满足万有引力充当向心力所决定的天体运行规律．赤道上的物体由万有引力和地面支持力的合力充当向心力(或者说由万有引力的分力充当向心力)，它的运动规律不同于卫星的运动规律． 例1:地球赤道上有一物体随地球的自转，所受的向心力为F 1，向心加速度为a 1，线速度为v 1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)，所受的向心力为F 2，向心加速度为a 2，线速度为v 2，角速度为ω2；地球的同步卫星所受的向心力为F 3，向心加速度为a 3，线速度为v 3，角速度为ω3；地球表面的重力加速度为g ，第一宇宙速度为v ，假设三者质量相等，则( )． A ．F 1＝F 2>F 3 B ．a 1＝a 2＝g >a 3 C ．v 1＝v 2＝v >v 3 D ．ω1＝ω3<ω2 变式：如下图所示，a 是地球赤道上的一点，t ＝0时刻在a 的正上空有b 、c 、d 三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星，这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向 (顺时针转动)相同，其中c 是地球同步卫星．设卫星b 绕地球运行的周期为T ，则在t ＝14T 时 刻这些卫星相对a 的位置最接近实际的是( )． 练习1．将月球、地球同步卫星和静止在地球赤道上的物体三者进行比较，下列说法正确的是( ) A ．三者都只受万有引力的作用，万有引力都提供向心力 B ．月球的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度 C ．地球同步卫星的角速度与静止在地球赤道上的物体的角速度相同 D ．地球同步卫星相对地心的线速度与静止在地球赤道上的物体相对地心的线速度大小相等 2．如图所示，地球赤道上的山丘e 、近地资源卫星p 和同步通信卫星q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e 、p 、q 的圆周运动速率分别为v 1、v 2、v 3，向 心加速度分别为a 1、a 2、a 3，则( ) A ．v 1>v 2>v 3