Question

19．地球同步卫星是与地球自转同步的人造卫星，如今在地球上空已经有许多颗．关于这些地球同步卫星，下列说法正确的是（　　）

• A． 它们可以定点到地球上的任意一点
• B． 它们距地面的高度一定不同
• C． 它们的运行速度比7.9km/s小
• D． 它们所受的合外力一定为零

Answer 1

分析 了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同．
物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心．
通过万有引力提供向心力，列出等式通过已知量确定未知量．

解答 解：A、地球同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道即与赤道平面重合．故A错误；
B、同步卫星和地球表面上物体具有相等的角速度，根据万有引力提供向心力，列出等式：$\frac{GMm}{（R+h）^{2}}$=m$\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$（R+h），其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度．由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值．运行周期与地球自转一周的时间相等即为一天，故B错误；
C、根据万有引力提供向心力，列出等式：$\frac{GMm}{（R+h）^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{R+h}$可知，它们的运行速度比第一宇宙速度7.9km/s小．故C正确；
D、同步卫星受到的万有引力提供向心力，所以它们所受的合外力一定不为零，故D错误；
故选：C

点评 地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度大小．