同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星.關(guān)于同步衛(wèi)星,下列說法正確的是( )
A.它可以在地面上任一點的正上方,且離地心的距離可按需要選擇不同值
B.它可以在地面上任一點的正上方,但離地心的距離是一定的
C.它只能在赤道的正上方,但離地心的距離可按需要選擇不同值
D.它只能在赤道的正上方,且離地心的距離是一定的
【答案】
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相同.
物體做勻速圓周運動,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.
通過萬有引力提供向心力,列出等式通過已知量確定未知量.
解答:解:它若在除赤道所在平面外的任意點,假設(shè)實現(xiàn)了“同步”,那它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上,這是不可能的.所以同步衛(wèi)星只能在赤道的正上方.
因為同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步,即ω相同,根據(jù)F=
=mω
2r,因為ω是一定值,所以 r 也是一定值,所以同步衛(wèi)星離地心的距離是一定的.
故選D.
點評: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.