Question

3．同步卫星相对地面“静止不动”，犹如悬挂在天空中，下列说法正确的是（　　）

• A． 同步卫星一定处于平衡状态
• B． 同步卫星周期一定
• C． 同步卫星离地面的高度一定
• D． 同步卫星的线速度应小于第一宇宙速度

Answer 1

分析 同步卫星与地球自转同步，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分析判断．

解答 解：A、同步卫星受到地球的万有引力提供向心力做匀速圆周运动，加速度不为零，故A错误．
B、同步卫星的周期与地球自转的周期相同，故B正确．
C、根据$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=mr\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$知，周期一定，轨道半径一定，则同步卫星离地面的高度一定，故C正确．
D、根据$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$得，v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$，轨道半径越小，线速度越大，可知第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度，则同步卫星的线速度小于第一宇宙速度，故D正确．
故选：BCD．

点评 解决本题的关键知道同步卫星的特点：定轨道、定高度、定周期、定速率，理解第一宇宙速度的意义，知道第一宇宙速度是绕地球做圆周运动最大的环绕速度．