Question

2012年5月26日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)乙”運(yùn)載火箭，成功地將“中星2A”地球同步衛(wèi)星送入太空，為我國(guó)廣大用戶提供廣播電視及寬帶多媒體等傳輸業(yè)務(wù)．下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法中正確的是（　　）

A．可以定點(diǎn)在北京的正上方，離地心的距離按需要選擇不同的值

B．只能定點(diǎn)在赤道的正上方，且離地心的距離是一定的

C．運(yùn)行的線速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

D．質(zhì)量不同的地球同步衛(wèi)星，運(yùn)行速度不同

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．
通過(guò)萬(wàn)有引力提供向心力，列出等式通過(guò)已知量確定未知量．

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．所以只能定點(diǎn)在赤道的正上方，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．故A錯(cuò)誤，B正確
C、第一宇宙速度的圓軌道最大的速度，第二宇宙速度是脫離地球的速度，所以地球同步衛(wèi)星運(yùn)行的線速度小于第一宇宙速度，故C錯(cuò)誤
D、由于軌道半徑一定，則線速度的大小也一定，質(zhì)量不同的地球同步衛(wèi)星，運(yùn)行速度大小也一定，故D錯(cuò)誤
故選B．

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大小．