专题、地球同步卫星
【方法归纳】：卫星绕地球的运动，万有引力提供向心力。卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道平面一定过地心，轨道半径等于卫星与地心的距离。地球同步卫星的轨道一定与赤道共面，其周期等于地球自转周期。卫星问题是高考热点，解决地球同步卫星问题的方法是，根据题述条件及物理情景，利用卫星周期等于地球自转周期，应用卫星相关规律列出相应方程联立解得。
例49．（2010全国理综2）已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为
A ．6小时 B. 12小时 C. 24小时 D. 36小时 【解析】设地球半径为R 1，某行星的半径为R 2，则地球的同步卫星的周期为T 1=24小时，轨道半径为r 1=7R 1，密度ρ1。某行星的同步卫星周期为T 2，轨道半径为
r 2=3.5R 2，密度ρ2=ρ1/2。地球质量M 1=ρ1·34πR 13，某行星的质量M 2=ρ2·3
4
πR 23，
根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有 1211
2
13
111)2(34
r T m r R Gm ππρ=?， 2222
2
232
2
2)2(34r T m r R Gm ππρ=? 两式化简得T 2= T 1/2=12小时，选项B 正确。 【答案】B
【点评】要注意卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r=卫星离地面的高度h+地球半径R 。
衍生题1。地球上空有人造地球同步通讯卫星，它们向地球发射微波。但无论同步卫星的数目增加到多少个，地球表面总有一部分面积不能直接收到它们发射的微波，求这个面积的大小。已知地球半径为0R ==6.4?610m 半径为R 、高为h 的球冠的表面积为1S =2πRh 球的表面积2S =4π2R ,结果保留一位有效数字. 【解析】如图所示，因为同步卫星总是在赤道上空，其高度一定，由同步卫星所
在处画一条到地球表面的切线，可见两极地区周围的区域内就接收不到微波信号。以m 、M 分别表示卫星和地球质量，r 表示卫星到地心的距离，T 表示地球自转周期，则对地球表面质量为m 0的物体，有G 0
2
0Mm R = m 0g ； 对地球同步卫星有
G 2Mm r = mr 2
2T π?? ???
由几何关系，rsin θ=R 0，
某个极周围的接收不到微波信号的区域面积为S’=2πR 0 2(1-cos θ)，
地球有两个极，因而接收不到微波信号的区域面积为S=2 S'=4πR 0 2(1-cos θ)
联立解得
S=4πR 02(1-2
2
3
0241-R gT π?? ???
) 代入数据得S=6×1012m 2。
衍生题2.（2012江西三校联考）2011年7月11日23时41分，我国在西昌卫星
发射中心用长征三号丙运载火箭，成功将“天链一号02星”送入太空.火箭飞行约26分钟后，西安卫星测控中心传来的数据表明，星箭分离，卫星成功进入地球同步转移轨道.“天链一号02星”是我国第二颗地球同步轨道数据中继卫星，又称跟踪和数据中继卫星，由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院为主研制.中继卫星被誉为“卫星的卫星”，是航天器太空运行的数据“中转站”，用于转发地球站对中低轨道航天器的跟踪测控信号和中继航天器发回地面的信息的地球静止通信卫星.
(1)已知地球半径R=6400km ，地球表面的重力加速度g=10m/s 2，地球自转周期T =24 h ，34.0=0.7，请你估算“天链一号02星”
的轨道半径为多少？（结果
保留一位有效数字）
(2)某次有一个赤道地面基站发送一个无线电波信号，需要位于赤道地面基站正上方的“天链一号02星”把该信号转发到同轨道的一个航天器，如果航天器与“天链一号02 星” 处于同轨道最远可通信距离的情况下，航天器接收到赤道地面基站的无线电波信号的时间 是多少？已知地球半径为R ，地球同步卫星轨道半径为r ，无线电波的传播速度为光速c. 【解析】：
（1）从题目信息中可知：“天链一号02星”是地球的同步卫星，处于同步卫星的轨
道。它的周期与地球自转周期相等。
G 2r Mm
=mr 224T
π ……(1分) GM=gR 2 ……(1分) R
解得 r=2
224πT gR ……(1分) 代入数据得r=4×107m ……(1分)
中继卫星接收 t 1=
c
R
r -；……(1分) 然后中继卫星再把信号传递到同轨道的航天器
t 2=s/c=222R r -/c…………(1分)
所以共用时：t= t 1+ t 2=
c
R
r -+222R r -/c…(1分)。 衍生题3（2004广东物理第16题）某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星，试问，春分那天（太阳光直射赤道）在日落12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星？已知地球半径为R ，地球表面处的重力加速度为g,地球自转周期为T ，不考虑大气对光的折射。
衍生题4．(1998上海物理)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火。将
卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点（如图），则当卫星分别在1，2，3 轨道上
正常运行时，以下说法正确的是
A ．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1的速率
B ．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点时的加速度
D ．卫星在轨道2上经过P 点的加速度等于它在轨道3上经过P 点的加速度
【解析】由万有引力等于向心力可得，卫星轨道半径越小，环绕速度越大，角速度越大，卫星在轨道3上的速率小于在轨道1的速率，卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，选项A 错误B 正确；卫星在轨道1上经过Q 点时和它在轨道2上经过Q 点时所受万有引力相等，加速度相等，选项C 错误；卫星在轨道2上经过P 点时和它在轨道3上经过P 点时所受万有引力相等，加速度相等，选项D 正确。
【答案】BD
衍生题5. (1999高考题)地球同步卫星到地心的距离r 可由r 3
=2
224πc
b a 求出，已知
式中a 的单位是m ，b 的单位是s ，c 的单位是m/s 2，则
A.a 是地球半径，b 是地球自转的周期，c 是地球表面处的重力加速度
B.a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是同步卫星的加速度
C.a 是赤道周长，b 是地球自转周期，c 是同步卫星的加速度
D.a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是地球表面处的重力加速度
【解析】由，G 2r Mm =mr 2
2??
?
??T π,G 2
R Mm =Mg 联立解得r 3
=2
224πg T R ，对比r 3=2224πc b a 可知，a 是地球半径，b 是地球自转的周期，
也是同步卫星绕地心运动的周期，c 是地球表面处的重力加速度，选项AD 正确。
【答案】AD
衍生题6．(2000天津理综卷)2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置与东经98°的经线在同一平面内，若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98°和北纬 40=α，已知地球半径R 、地球自转周期T 、地球表面重力加
速度g （视为常量）和光速c 。试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间（要求用题给的已知量的符号表示）。
【解析】．设m 为卫星质量，M 为地球质量，r 为卫星到地球中心的距离，ω为卫星绕地心转动的角速度，由万有引力定律和牛顿定律有，
22ωmr r
mM
G
= ○1
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§3-4-2万有引力定律拓展（一）——同步卫星、区分三种圆周运动 【学习目标】 1.认识同步卫星，能够根据万有引力定律，推导同步卫星的相关参量。 2.能够区分赤道上物体、近地卫星和同步卫星的相关参量间的联系和区别。 3.能够根据动力学知识分析卫星的变轨问题。 【重难点】 同步卫星的固定参量；区分赤道物体、近地卫星和同步卫星；卫星变轨的分析。 想一想 一、地球同步卫星及其特征： 1.地球同步卫星：始终相对地面某点静止的卫星。 2.特征：始终相对赤道上某点静止，与地球自转同步，即同步卫星绕地球的转动周期T=24h。 3.同步卫星的六个“一定”讨论： 二、近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题讨论 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参量比较 例、(多选)如图所示，A表示地球同步卫星，B为运行轨道比A低的一颗卫星，C为地球赤道上某一高山山顶上的一个物体，两颗卫星及物体C的质量都相同，关于它们的线速度、角速度、 运行周期和所受到的万有引力的比较，下列关系式正确的是() A.v B＞v A＞v C B.ωA＞ωB＞ωC C.F A＞F B＞F C D.T A＝T C＞T B
练一练 1.(多选)关于地球同步卫星，下列说法正确的是( ) A ．它的周期与地球自转周期相同 B ．它的周期、速度大小不一定都相同 C ．我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空 D ．我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空 2.卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为 3.8×105 km ，运行周期约为27天，地球半径约为6 400 km ，无线电信号的传播速度为3×108 m/s)( ) A ．0.1 s B ．0.25 s C .0.5 s D ．1 s 3.研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( ) A ．距地面的高度变大 B ．向心加速度变大 C ．线速度变大 D ．角速度变大 4.已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为v 1、向心加速度大小为a 1，近地卫星线速度大小为v 2、向心加速度大小为a 2，地球同步卫星线速度大小为v 3、向心加速度大小为a 3。设近地卫星距地面高度不计，同步卫星距地面高度约为地球半径的6倍。则以下结论正确的是( ) A ．v 2v 3＝61 B ．v 2v 3＝17 C ．a 1a 3＝17 D ．a 1a 3＝491 5.(多选)截止到2014年2月全球定位系统GPS 已运行了整整25年，是现代世界的奇迹之一。GPS 全球定位系统有24颗卫星在轨运行，每个卫星的环绕周期为12小时。GPS 系统的卫星与地球同步卫星相比较，下面说法正确的是( ) A ．GPS 系统的卫星轨道半径是地球同步卫星半径的22 倍 B ．GPS 系统的卫星轨道半径是地球同步卫星半径的3 22 倍 C ．GPS 系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的2倍 D ．GPS 系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的32倍 6.有a 、b 、c 、d 四颗卫星，a 还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b 在地面附近近地轨道上正常运动，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，设地球自转周期为24 h ，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则下列关于卫星的说法中正确的是( ) A.a 的向心加速度等于重力加速度g B.c 在4 h 内转过的圆心角为π6 C.b 在相同的时间内转过的弧长最长 D.d 的运动周期可能是23 h 7.由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103 m/s ，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×103 m/s ，此时卫星的高度与同 步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°， 如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为( ) A ．西偏北方向，1.9×103 m/s B ．东偏南方向，1.9×103 m/s C ．西偏北方向，2.7×103 m/s D ．东偏南方向，2.7×103 m/s
专题、地球同步卫星 【方法归纳】：卫星绕地球的运动，万有引力提供向心力。卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道平面一定过地心，轨道半径等于卫星与地心的距离。地球同步卫星的轨道一定与赤道共面，其周期等于地球自转周期。卫星问题是高考热点，解决地球同步卫星问题的方法是，根据题述条件及物理情景，利用卫星周期等于地球自转周期，应用卫星相关规律列出相应方程联立解得。 例49．（2010全国理综2）已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为 A ．6小时 B. 12小时 C. 24小时 D. 36小时 【解析】设地球半径为R 1，某行星的半径为R 2，则地球的同步卫星的周期为T 1=24小时，轨道半径为r 1=7R 1，密度ρ1。某行星的同步卫星周期为T 2，轨道半径为 r 2=3.5R 2，密度ρ2=ρ1/2。地球质量M 1=ρ1·34πR 13，某行星的质量M 2=ρ2·3 4 πR 23， 根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有 1211 2 13 111)2(34 r T m r R Gm ππρ=?， 2222 2 232 2 2)2(34r T m r R Gm ππρ=? 两式化简得T 2= T 1/2=12小时，选项B 正确。 【答案】B 【点评】要注意卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r=卫星离地面的高度h+地球半径R 。 衍生题1。地球上空有人造地球同步通讯卫星，它们向地球发射微波。但无论同步卫星的数目增加到多少个，地球表面总有一部分面积不能直接收到它们发射的微波，求这个面积的大小。已知地球半径为0R ==6.4?610m 半径为R 、高为h 的球冠的表面积为1S =2πRh 球的表面积2S =4π2R ,结果保留一位有效数字. 【解析】如图所示，因为同步卫星总是在赤道上空，其高度一定，由同步卫星所
2021年高一下学期期中联考物理题 本试卷分选择题和非选择题两部分共18题，共100分，共2页。考试时间90分钟。考试结束后，只交答题卡。 第Ⅰ卷(选择题，共计48分) 一、选择题（总计12小题，每小题4分） 1. 关于做圆周运动的物体，下列说法中正确的是（） A.由于物体做圆周运动时速度的方向不断变化，故圆周运动一定是变速运动 B.做圆周运动的物体，其动能一定发生变化 C.做圆周运动的物体，所受到的合外力可能恒定 D.做圆周运动的物体，加速度一定指向圆心 2. 2011年9月29日，“天宫一号”顺利升空，11月1日，“神舟八号”随后飞上太空，11月3日凌晨“神八”与离地高度343 km轨道上的“天宫一号”对接形成组合体，中国载人航天首次空间交会对接试验获得成功，为建立太空实验室——空间站迈出了关键一步。设对接后的组合体在轨道上做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（） A．对接前，“神舟八号”欲追上“天宫一号”，可以在同一轨道上点火加速 B．对接后，“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度 C．对接后，“天宫一号”的加速度大于地球同步卫星的加速度 D．对接后在“天宫一号”内工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止 3.美国国家航空地球物理学家通过计算可知，因为日本的地震导致地球的自转快了1.6微秒（一秒的百万分之一）。通过理论分析下列说法正确的是（） A.地球赤道上物体的重力会略变小 B. 地球赤道上物体的重力会略变大 C.同步卫星的高度要略调高点 D. 同步卫星的高度要略调低点 4.公路交通条例规定：禁止弯道超车。因为容易滑出公路或与对面的汽车发生碰撞。但在F1方程式赛车中，却经常出现弯道超车的现象。如果某赛车在顺时针加速超越前车。则该车所受的合外力的图示可能为（） 5.A、B两个相同的物体，静止在动摩擦因数相同的地面上，现对两物体施加等大的恒力F，拉力的方向如图所示，两个物体在恒力的作用下发生了相 同的位移，在此过程中。则下列说法正确的是（） A.拉力F对1物体做功大 B.2物体的运动时间比1物体的运动时间长 C.1物体获得的末速度大于2物体的末速度 D.拉力F对1物体的做功的平均功率大
地球同步卫星轨 卫星运行周期与地球自转周期(23小时56分4秒)相同的轨道称为地球同步卫星轨道(简称同步轨道)，而在无数条同步轨道中，有一条圆形轨道，它的轨道平面与地球赤道平面重合，在这个轨道上的所有卫星，从地面上看都像是悬在赤道上空静止不动，这样的卫星称为地球静止轨道卫星，简称静止卫星，这条轨道就称为地球静止卫星轨道，简称静止卫星轨道，高度大约是35800公里． 人们通常简称的同步轨道卫星一般指的是静止卫星．静止卫星的发射要比低轨道卫星难得多．其一，需要大推力运载火箭；其二，卫星的发射过程比较复杂，需要有高超的测控技术． 发射静止卫星一般用三级火箭，卫星本身还装有远地点发动机，整个发射过程要经过三次轨道变换，卫星才能到达预定的位置．运载火箭的第一级和第二级首先把卫星连同第三级火箭送入100～200公里高的圆形轨道，称为停泊轨道．然后第三级火箭分两次点火，把卫星送入远地点在赤道上空约35800公里的大椭圆轨道，称为转移轨道． 卫星在转移轨道上运行过程中，由地面测控中心控制，调整卫星姿态，在到达远地点时，指令远地点发动机点火，把卫星送入准静止轨道．卫星由地面控制，经过一段时间飘移，最后定点在预定位置．这个位置可用经度表示，例如我国的“东方红”三号通信卫星是定位在东经125°． 从以上可以看出，没有高超的火箭技术和遥测控制技术，发射不了静止卫星．目前世界上只有美国、俄罗斯、法国、中国和日本等几个国家能独立发射这种卫星．因为静止卫星位于赤道上空，所以它的发射场越靠近赤道越好，以便节省发射卫星所消耗的能量．例如在我国，静止卫星都是在西昌发射中心发射而不在太原或酒泉发射中心发射，法国的卫星发射场建在赤道附近的法属圭亚那而不在法国本土，道理就在于此．
《同步卫星》导学案 学习目标： 1、理解同步卫星的运行特点 2、会求解同步卫星的各种相关量. 3、同步卫星与赤道表面的物体及近地卫星的相关量的比较。 学习重点：理解同步卫星的运行特点 学习难点：同步卫星与赤道表面的物体及近地卫星的相关量的比较 学习过程： 一、同步卫星的运行特点 1、定周期即运动周期等于地球自转周期(24h)； 2、定轨道平面即运行平面在赤道平面内； 3、定高度即离地面的高度一定(h=3.6×107m)； 4、定速率即运行速率为一定值（v 同=3.08km/s ）； 5、定角速度即运行的角速度为一定值（ω= 7.27×10-5rad/s ）； 6、定加速度即运行的加速度为一定值（a =0.23m/s 2）。 小结：地球同步卫星 1定点在赤道上空、 2周期T=24h 、 3高度h=36000km 、 4线速度v=3.1km/s 、 5角速度ω= 7.27×10-5rad/s 、 6加速度a =0.23m/s 2。 二、同步卫星、近地卫星与赤道上的物体的对比 相同点：1.三者都在绕地球做匀速圆周运动，向心力都与地球的万有引力有关； 2.同步卫星与赤道上物体的运行周期相同：T=24h; 3.近地卫星与赤道上物体的运行轨道半径相同：r=R 0(R 0为地球半径)。 不同点 ： 1、轨道半径不同： A
2、向心力不同： 3、向心加速度不同： 4、周期不同： 5、线速度不同： 6、角速度不同： 例题分析 例1：下列关于卫星的说法正确的是：（） A、周期是24h的卫星才是同步卫星 B、同步卫星可以是可以通过两极 C、同步卫星的高度和线速度是定值 D、同步卫星的轨道是固定的 例2：已知地球质量M，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，自转周期为T=24h。求①地球同步卫星距地面的高度为h的表达式?②同步卫星的速率v同=? 例3：同步卫星A的运行速率为v1，向心加速度为a1，运转周期为T1；放置在地球赤道上的物体B随地球自转的线速度为v2，向心加速度为a2，运转周期为T2；在赤道平面上空做匀速圆周运动的近地卫星C 的速率为v3，向心加速度为a3，动转周期为T3。比较上述各量的大小可得( ) A．T1=T2>T3B．v3> v2> v1C．a1< a2= a3 D．a3> a1> a2E．以上结果均不对 练习： 1、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星( ) A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值 B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的 C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值． D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的 2、据报道．我国数据中继卫星“天链一号01 星”于2008 年4 月25 日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4 次变轨控制后，于5 月l 日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01 星”，下列说法正确的是( ) A．运行速度大于7.9km/s B．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 C．离地面高度一定，相对地面静止D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等
地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，星距离地球的高度约为36000 km,卫星的运行方向与地 球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即23时56分4 秒,卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒，其运行角速度等于地球自转的角速度。在地球同步轨道上布设3颗通讯卫星，即可实现除两极外的全球通讯。 同步卫星分类 地球同步卫星分为同步轨道静止卫星、倾斜轨道同步卫星和极地轨道同步卫星。 原理及用途 当同步轨道卫星轨道面的倾角为零度，即卫星在地球赤道上空运行时， 由于运行方向与地球自转方向相同，运行周期又与地球同步，因此，人们从地球上仰望卫星，仿佛悬挂在太空静止不动，所以，把零倾角的同步轨道称作静止轨道，在静止轨道上运行的卫星称作静止卫星。 静止卫星上的天线所辐射的电波，对地球的覆盖区域基本是稳定的， 在这个覆盖区内，任何地球站之间可以实现23.56小时不间断通信。因此，同步轨道静止卫星主要用于陆地固定通信，如电话通信、电视节目的转播 等，但也用于海上移动通信，不过，它不象陆上蜂窝移动通信那样有那么 多的基站，只有卫星是一座大的基站，移动业务交换中心依然设在岸上（称为岸站），海上移动终端之间（即船舶与船舶之间）的通信，需经卫星两
跳后才能实现，例如，如果甲船需同乙船联系，那么，甲船将信号发至卫星，经卫星一跳到达岸站上的移动业务交换中心，然后，岸站又将信号发至卫星，再经卫星一跳到达乙船。 倾斜轨道和极地轨道同步卫星从地球上看是移动的，但却每天可以经过特定的地区，因此，通常用于科研、气象或军事情报的搜集，以及两极地区和高纬度地区的通信。 地球同步卫星常用于通讯、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面，以实现对同一地区的连续工作。在遥感应用中，除了气象卫星外，一个突出的应用就是通过地球同步轨道上的4颗跟踪和数据中继卫星系统 高速率地传送中低轨道地球观测卫星或航天飞机所获取的地球资源与环境遥感数据。世界上第一颗地球同步卫星是1964年8月19日美国发射的“辛康” （syncom）3号。中国于1984年4月8日、1986年2月1日和1988 年3月7日分别发射3颗用于通信广播的地球同步卫星。 同步卫星的数据特点 ①周期、角速度一定，与地球自转周期（T=23时56分4秒）、角速度 相同； ②轨道平面在赤道平面上； ③距离地心的距离一定：h=4.225 X 10A4km 距离地面的高度为 3.6 X 10A4km ④环绕速度一定：v=3.08km/s,环绕方向与地球自转方向相同； ⑤向心加速度大小一定：a=0.23m/（sA2
必修二 6.5宇宙航行 ——地球同步卫星教案 一、教案背景 本节前已经讲过卫星的发射，环绕的有关知识，对卫星环绕地球飞行的速率、周期等有了初步的了解，高中阶段主要研究的有极地卫星和地球同步卫星，其中地球同步卫星用于通讯等和人们生活息息相关用途，并且其轨道、运动有着其自己的特点。因此设立了本教案让同学们更好的了解同步卫星的特点及用途，培养学生的学习兴趣。 二、教学课题 地球同步卫星 三、教材分析 本节为第六章第五节中的一个内容。此前，学生已经学习了圆周运动和万有引力定律，知道卫星做圆周运动所需要的向心力是万有引力所充当的。并且在万有引力定律的成就一课中，对天体的运动规律也有了一定的认识。 四、三维目标 （一）知识与技能 1、了解地球同步卫星的一些实际应用。 2、了解地球同步卫星的运动特点。 3、地球同步卫星和其他卫星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力，会用万有引力定律计算天体的质量。 4、理解并运用万有引力定律处理地球同步卫星问题的思路和方法。 （二）过程与方法 1、培养学生根据事件的之间相似性采取类比方法分析新问题的能力与方法。 2、培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。 3、培养学生自学能力和团队合作意识。 （三）情感、态度与价值观
体会万有引力定律在人类认识自然、改造自然的巨大意义和作用。使学生对航天知识产生兴趣，增强学生学习物理的积极性和主动性。 五、教学重点、难点 重点：地球同步卫星的轨道特点和运行规律。 难点：地球同步卫星的轨道位置的确定。 六、教学方法 教师启发、引导，学生观察并自主思考，讨论、交流学习成果。并结合应用现代信息技术和网络资源。通过分析找到地球表面物体万有引力与两个分力——重力和物体随地球自转的向心力，与同步卫星若在北半球受到的万有引力的两个分力进行对比与比较。得到地球同步卫星轨道位置的结论，并由万有引力定律及同步卫星周期，从而推导地球同步卫星的速度、高度等。 七、教学过程 （一）、新课引入 在地球的周围有许许多多的卫星，有气象卫星、通讯卫星等等。其中有一种很特别的卫星它总是相对于地球的一个固定位置保持相对静止，这种卫星就是地球同步卫星。 播放同步卫星视频：https://www.doczj.com/doc/1e603700.html,/flash/html/4/2012/0217/3512.html 同步卫星1_在线视频观看 （二）新课教学 1、简单介绍地球同步卫星 卫星环绕地球的角速度与地球自转的周期相同，相对于地面静止，因此从地球上看它总在某地的正上方，因此叫做地球同步卫星。 学生活动：根据地球同步卫星的定义讨论、归纳、总结其特点： （教师引导并总结） ●与地球具有相同的角速度和周期，地球同步卫星的周期T=24h。 ●相对于地球的某地保持相对静止。
宇宙航行习题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
7．关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下述说法正确的是 （ ） A ．已知它的质量是，若将它的质量增为，其同步轨道半径变为原来的2倍 B ．它的运行速度为7. 9km/s C ．它可以定点在北京的正上方，所以我国能利用其进行电视转播 D ．它距地面的高度约为地球半径的5倍，所以卫星的向心加速度约为其下 方地面上物体的重力加速度的1/36 8．（2009重庆理综）据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道 距月球表面分别约为200Km 和100Km ，运动速率分别为v 1和v 2，那么v 1和v 2的比值为（月球半径取1700Km ） A ．1918 B C D ．1819 9．2009年5月11日美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机发射升空，机上的7名宇航 员通过5次太空行走对哈勃望远镜进行了最后一次维护，为其更换了相机、电池、陀螺仪、对接环、光谱仪等设备。维护时，须使航天飞机相对于哈勃望远镜处于静止状态才行。若航天飞机上的速度计显示其运动速度大小为v ，且已知地球半径为R ，地面重力加速度为g 。求待维修的哈勃望远镜离地面的高度h 为 （ ） A ．R v gR -22 B ．R v gR +22 C ．R v gR +2 D ．R v gR -2 10．设同步卫星离地心的距离为r ，运行速率为v 1，加速度为a 1；地球赤道上 的物体随地球自转的向心加速度为a 2，第一宇宙速度为v 2，地球的半径为 R ，则下列比值正确的是
（ ） A ．21v v =r R B ．21a a =R r C ．21a a =22r R D ．2 1v v =r R 11．人造地球卫星可以绕地球做匀速圆周运动，也可以沿椭圆轨道绕地球运 动。对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，以下说法正确的是 （ ） A ．近地点速度一定大于 km/s B ．近地点速度一定在 km/s － km/s 之间 C ．近地点速度可以小于 km/s D ．远地点速度一定小于在同高度圆轨道上的运行速度 12．地球同步卫星到地心的距离r 可由2 2234πc b a r =求出，已知式中a 的单位是m ，b 的单位是s ，c 的单位是m/s 2，则： （ ） A ．a 是地球半径，b 是地球自转的周期，C 是地球表面处的重力加速度； B ．a 是地球半径。b 是同步卫星绕地心运动的周期， C 是同步卫星的加速度； C ．a 是赤道周长，b 是地球自转周期，C 是同步卫星的加速度 D ．a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，C 是地球表面处的重力加速度。 5、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星（ ）
地球静止卫星轨道 若卫星轨道倾角为0°，赤道平面与轨道平面重合，则卫星在赤道上空，并且卫星的轨道周期等于地球的自转周期，其旋转方向相同，这样的轨道称做地球同步卫星轨道。从地面上看，这种轨道上的卫地球赤道上某一点不动，故又称静止卫星轨道。实现地球同步轨道，必须满足以下条件： ①卫星运行方向与地球自转方向相同； ②轨道倾角为0°； ③轨道偏心率为0，即轨道是圆形的； ④轨道周期等于23小时56分04秒，即等于地球自转周期。静止卫星的高度为35860公里。 事实上，静止卫星轨道不完全是圆形，带有一点椭圆形，在一天当中轨道半径时大时小，轨道半径偏大时，卫星速度减小，其相对地
球就要向西漂移，否则要向东漂移。另外卫星的轨道倾角也不正好为0°，这时卫星作南北漂移。若卫星轨道有点椭圆形，又有一点倾角，则卫星星下点轨迹是上面两种结果的合成，使得每天星下点轨迹为“8”字形。五颗静止气象卫星 卫星在赤道上空运行，基本上有三个要求。一个要求是卫星悬在宇宙中间，即不能掉下来(落到地球上)，也不能远离地球飞向宇宙。这就要求卫星所运行的轨道，每处都恰能使卫星对地球的离心力和地球对卫星的向心力大小相等、方向相反。第二要求是卫星与地球同步。卫星的公转周期与地球自转周期相同。卫星围绕地球的转动为公转，其轨道在赤道上空35800km高的圆形(或近似圆形，因为典型的静止卫星轨道的参数是：远地点距离为35900公里，近地点距离是35885公里，所以近似为圆。)轨道上。地球自南极至北极连接一直线为轴的旋转为自转。卫星公转周期的时间和方向同地球自转的时间为23小时56分相同，方向同样是自西向东即为同步。第三要求从地球上看，卫星是静止不动的。是停留在地球上空的某一个点、不动的一个
高考物理力学知识点之万有引力与航天知识点训练含答案(2) 一、选择题 1．一颗卫星绕地球沿椭圆轨道运动，A 、B 是卫星运动的远地点和近地点．下列说法中正确的是（ ） A ．卫星在A 点的角速度大于 B 点的角速度 B ．卫星在A 点的加速度小于B 点的加速度 C ．卫星由A 运动到B 过程中动能减小，势能增加 D ．卫星由A 运动到B 过程中引力做正功，机械能增大 2．设宇宙中某一小行星自转较快，但仍可近似看作质量分布均匀的球体，半径为R ．宇航员用弹簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的读数为F 1＝F 0；第二次在赤道处，弹簧测力计的读数为F 2＝0 2 F ．假设第三次在赤道平面内深度为 2 R 的隧道底部，示数为F 3；第四次在距行星表面高度为R 处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中，示数为F 4．已知均匀球壳对壳内物体的引力为零，则以下判断正确的是( ) A ．F 3＝04F ，F 4＝04F B ．F 3＝04 F ，F 4＝0 C ．F 3＝ 154 F ，F 4＝0 D ．F 3＝04F ，F 4＝ 4 F 3．某卫星绕地球做圆周运动时，其动能为E k ，该卫星做圆周运动的心加速度为近地卫星做圆周运动向心加速度的1 9，已知地球的半径为R ，则该卫星在轨运行时受到地球引力的大小为 A ． 23K E R B ．3K E R C ．29K E R D ． 9K E R 4．由于地球自转和离心运动，地球并不是一个绝对的球形（图中虚线所示），而是赤道部分凸起、两极凹下的椭球形（图中实线所示），A 点为地表上地理纬度为 的一点，在A 点有一静止在水平地面上的物体m ，设地球对物体的万有引力仍然可看做是质量全部集中于地心O 处的质点对物体的引力，地球质量为M ，地球自转周期为T ，地心O 到A 点距离为R ，关于水平地面对该物体支持力的说法正确的是（ ）
高中物理人教版必修2第六章第4节万有引力理论的成就同步练习（II）卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共4题；共8分) 1. （2分） (2017高一下·昌平期末) “神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动，神舟十号航天员在“天宫一号”展示了失重环境下的物理实验或现象，下列四个实验可以在“天宫一号”舱内完成的有（） A . 用台秤称量重物的质量 B . 用水杯喝水 C . 用沉淀法将水与沙子分离 D . 给小球一个很小的初速度，小球即可以在竖直平面内做圆周运动 【考点】 2. （2分） (2018高一下·湖南期中) 下列关于地球同步通讯卫星的说法中正确的是:（） A . 同步卫星定点在地球赤道上空，所有同步通讯卫星的周期都是24h B . 我们国家自己发射的同步通讯卫星，可以经过北京的正上空
C . 为避免同步通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上 D . 不同的同步通讯卫星运行的周期是不同的，离地高度也不相同 【考点】 3. （2分）(2019·宁德模拟) 2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片在全球六地的视界面望远镜发布会上同步发布。该黑洞半径为R，质量M和半径R的关系满足：（其中c为光速，G为引力常量）。若天文学家观测到距黑洞中心距离为r的天体以速度v绕该黑洞做匀速圆周运动，则（） A . 该黑洞的质量为 B . 该黑洞的质量为 C . 该黑洞的半径为 D . 该黑洞的半径为 【考点】 4. （2分）(2017·扬州模拟) 举世瞩目的“神舟”七号航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得巨大成就．已知地球的质量为M，引力常量为G，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则飞船在圆轨道上运行的速率为（） A .
05高考考前拔高物理看题——同步卫星 1、关于地球同步通讯卫星，下列说法正确的是（） A 它一定在赤道上空运行 B 各国发射的这种卫星轨道半径都一样 C 它运行的线速度一定小于第一宇宙速度 D 它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间 答案 ABC 2、在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。则（） A．该卫星的发射速度必定大于11.2km/s B．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/s C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度 D．卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ 答案 CD 3、关于同步卫星，下列说法正确的是( ) A．同步卫星的线速度大于第一宇宙速度 B．同步卫星角速度与地球自转角速度相等 C．同步卫星可定点在忻州正上方 D．同步卫星离地高度可以是任意数值 答案 B 4、关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（） A．它一定在赤道上空运行
B．各国发射的这种卫星轨道半径都一样 C．它运行的线速度一定小于第一宇宙速度 D．它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间 答案 ABC 5、同步通信卫星相对于地面静止不动，犹如悬在高空中，下列说法中正确的是（） A．各国的同步通信卫星都在同一圆周上运行 B．同步通信卫星的速率是唯一的 C．同步通信卫星处于平衡状态 D．同步通信卫星加速度大小是唯一的 答案 ABD 6、关于地球同步卫星，下列说法中正确的是( ) A．它运行的线速度大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B．它运行的线速度大小一定小于第一宇宙速度 C．各国发射的这种卫星的运行周期都不一样 D．各国发射的这种卫星的轨道半径都不一样 答案 B 7、发射通信卫星的常用方法是，先用火箭将卫星送入一近地椭圆轨道（近地点在地面附近，远地点在地球同步轨道处）运行，然后再适时开动星载火箭，将其送上与地球自转同步运行的轨道，那么( ) A．变轨后瞬间与变轨前瞬间相比, 卫星的机械能增大，动能减小 B．变轨后瞬间与变轨前瞬间相比, 卫星的机械能增大，动能增大 C．变轨后卫星运行速度一定比变轨前卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度要大D．变轨后卫星运行速度一定比变轨前卫星在椭圆轨道上运行时的最小速度要小答案 B
5·地球静止卫星轨道 若卫星轨道倾角为0°，赤道平面与轨道平面重合，则卫星在赤道上空，并且卫星的轨道周期等于地球的自转周期，其旋转方向相同，这样的轨道称做地球同步卫星轨道。从地面上看，这种轨道上的卫地球赤道上某一点不动，故又称静止卫星轨道。实现地球同步轨道，必须满足以下条件： ①卫星运行方向与地球自转方向相同； ②轨道倾角为0°； ③轨道偏心率为0，即轨道是圆形的； ④轨道周期等于23小时56分04秒，即等于地球自转周期。静止卫星的高度为35860 公里。 事实上，静止卫星轨道不完全是圆形，带有一点椭圆形，在一天当中轨道半径时大时小，轨道半径偏大时，卫星速度减小，其相对地球就要向西漂移，否则要向东漂移。另外卫星的轨道倾角也不正好为0°，这时卫星作南北漂移。若卫星轨道有点椭圆形，又有一点倾角，则卫星星下点轨迹是上面两种结果的合成，使得每天星下点轨迹为“8” 字形。 五颗静止气象卫星 卫星在赤道上空运行，基本上有三个要求。一个要求是卫星悬在宇宙中间，即不能掉下来(落到地球上)，也不能远离地球飞向宇宙。这就要求卫星所运行的轨道，每处都恰能使卫星对地球的离心力和地球对卫星的向心力大小相等、方向相反。第二要求是卫星与地球同步。卫星的公转周期与地球自转周期相同。卫星围绕地球的转动为公转，其轨道在赤道上空35800km高的圆形(或近似圆形，因为典型的静止卫星轨道的参数是：远地点距离为35900公里，近地点距离是35885公里，所以近似为圆。)轨道上。地球自南极至北极连接一直线为轴的旋转为自转。卫星公转周期的时间和方向同地球自转的时间为23小时56分相同，方向同样是自西向东即为同步。第三要求从地球上看，卫星是静止不动的。是停留在地球上空的某一个点、不动的一个点。要满足这三条只要卫星运行的轨道与赤道面重合时，从地球上看卫星是静止不动的称为静止卫星，称这样运行的轨道为静止轨道。
一、单项选择题 1．【2011·北京卷】由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的 （）A．质量可以不同 B．轨道半径可以不同 C．轨道平面可以不同 D．速率可以不同 【答案】A 【解析】地球同步轨道卫星轨道必须在赤道平面内，离地球高度相同的同一轨道上，角速度、线速度、周期一定，与卫星的质量无关。A正确，B、C、D错误。 【考点定位】同步卫星 2．【2012·北京卷】关于环绕地球卫星的运动，下列说法正确的是（）A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期 B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率 C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同 D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合 【答案】B 【考点定位】万有引力定律 3．【2016·四川卷】国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为（）
A．a2＞a1＞a3 B．a3＞a2＞a1 C．a3＞a1＞a2 D．a1＞a2＞a3 【答案】D 【名师点睛】此题主要考查同步卫星的特点及万有引力定律的应用；要知道同步卫星与地球具有相同的角速度和周期；这里放到赤道上的物体和卫星两者受力情况是不同的，要区别对待，不能混淆. 4．【2016·全国新课标Ⅰ卷】利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为 （） A．1h B．4h C．8h D．16h 【答案】B 【解析】设地球的半径为R，周期T=24h，地球自转周期的最小值时，三颗同步卫星的位置如图所示， 所以此时同步卫星的半径r1=2R，由开普勒第三定律得： 3 2 r k T =，可得 3 13 (2) 4h (6.6) R T T R =≈，故A、C、 D错误，B正确。 【考点定位】万有引力定律、开普勒第三定律、同步卫星 【名师点睛】本题主要考查万有引力定律、开普勒第三定律、同步卫星。重点是掌握同步卫星的特点，知道同步卫星的周期等于地球的自转周期。本题关键是要知道地球自转周期最小时，三个同步卫星的位置。 5．【2011·全国新课标卷】卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105km）（）A．0.1s B．0.25s C．0.5s D．1s 【答案】B
2017-2018 学 年 下 期 期 末 联 考 高一 物理试题 本试卷分试题卷和答题卷两部分，试题卷共4页，答题卷共二页。请按要求把答案涂、写在答题卡规定的范围内，超出答题框或答在试题卷上的答案无效。满分为100分，考试时间为90分钟。考试结束只收答题卡。 第Ⅰ卷（48分） 一．选择题(每小题4分，，共48分。1-8题为单选，9-12题为多项选择.全对得4分，选对但不全的2分，选错或不答得零分) 1.牛顿发现万有引力定律后，测出引力常量的科学家是（ ） A. 第谷 B. 牛顿 C. 开普勒 D. 卡文迪许 2．关于质点的曲线运动，下列说法中不正确的是（ ） A ．曲线运动肯定是一种变速运动 B ．变速运动不一定是曲线运动 C ．曲线运动可以是加速度不变的运动 D ．曲线运动可以是速度不变的运动 3. 对物体带电现象的叙述，下列说法正确的是（ ） A. 一个不带电的物体内一定没有电荷 B. 物体带电一定具有多余的电子 C. 物体带电的过程就是创造电荷的过程 D. 物体带电的过程就是电荷移动的过程 4．关于重力做功与重力势能变化的关系，下列说法中正确的是( ) A ．如果物体高度降低，则重力对物体做正功，物体的重力势能增加 B ．如果物体高度降低，则重力对物体做负功，物体的重力势能减少 C ．如果物体高度升高，则重力对物体做负功，物体的重力势能增加 D ．如果物体高度升高，则重力对物体做正功，物体的重力势能减少 5. 某行星质量为地球质量的1/4，半径为地球半径的4倍，则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（ ） A. 16倍 B. 1/4倍 C. 4倍 D. 1/16倍 6．飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程中如图，飞行员受重力的瞬时功率变化情况是 （ ） A.一直增大 B ．一直减小 C ．先减小后增大 D ．先增大后减小 7．如图所示，桌面高为h ，质量为m 的小球从离桌面高H 处自由落下，不计空气阻力，以地面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机械能为（ ） A ．0 B ．mgh C ．mg （H+h ） D ．mgH 8．如图所示，质量为m 的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，当小球运动到最高点时，瞬时速度gR 2v ，R 是球心到O 点的距离，则当球运动到最低点时对杆的作用力是（ ）
高中物理人教版必修2第六章5宇宙航行练习题 一、单选题 1.我国在轨运行的气象卫星有两类，如图所示，一类是极 地轨道卫星“风云1号”，绕地球做匀速圆周运动的周 期为，另一类是地球同步轨道卫星“风云2号”，运行 周期为下列说法正确的是 A. “风云1号”的线速度大于“风云2号”的线速度 B. “风云2号”的运行速度大于 C. “风云1号”的发射速度大于“风云2号”的发射速度 D. “风云1号”“风云2号”相对地面均静止 2.北斗问天，国之夙愿．我国北斗三号系统的收官之星是 地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍．在 发射地球静止轨道卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨 道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球 静止轨道Ⅱ则下列说法中正确的是 A. 该卫星的发射速度必定大于 B. 卫星在地球静止轨道Ⅱ的运行速度必定大于 C. 卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ D. 卫星在轨道Ⅰ上经过Q点加速度小于在轨道Ⅱ上经过Q点的加速度 3.在发射一颗质量为m的人造地球同步卫星时，先将其发射到贴近地球表面运行的圆 轨道Ⅰ上离地面高度忽略不计，再通过一椭圆轨道Ⅱ变轨后到达距地面高为h的预定圆轨道Ⅲ上。已知它在圆轨道Ⅰ上运行的加速度为g，地球半径为R，卫星在变轨过程中质量不变，则
A. 卫星在轨道Ⅲ上运行的加速度大小为 B. 卫星在轨道Ⅲ上运行的线速度大小为 C. 卫星在轨道Ⅲ上的动能大于在轨道Ⅰ上的动能 D. 卫星在轨道Ⅲ上的机械能小于在轨道Ⅰ上的机械能 4.利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通 讯．目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的倍．假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为 A. B. C. D. 5.关于第一宇宙速度，下列说法不正确的是 A. 它是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最小运行速度 B. 它是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度 C. 它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 D. 它是发射卫星时的最小发射速度 6.地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p、同步通信卫星q和月球m，均在赤道平面 上绕地心做匀速圆周运动设e、p、q、m的圆周运动速率分别为、、、，向心加速度分别为、、、，则 A. B. C. D. 7.2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道 卫星同步卫星，该卫星 A. 入轨后可以位于北京正上方 B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度 C. 发射速度大于第二宇宙速度 D. 若发射到近地圆轨道所需能量较少
同步卫星要讲清的七个问题 来源：物理通报同步卫星运转的周期与地球自转周期相同,相对于地球静止不动.有关同步卫星的知识在高考中多次出现,成为考查的热点之一,很多学生对它的理解较为模糊.为使学生加深理解,在教学中要向学生讲清以下七个问题. 1 同步卫星轨道为什么是圆而不是椭圆 地球同步卫星的特点是它绕地轴运转的角速度与地球自转的角速度相同,是/静止0在赤道上空某处相对于地球不动的卫星,这一特点决定了它的轨道只能是圆.因为如果它的轨道是椭圆,则地球应处于椭圆的一个焦点上,卫星在绕地球运转的过程中就必然会出现近地点和远地点,当卫星向近地点运行时,卫星的轨道半径将减小,地球对它的万有引力就变大,卫星的角速度也变大;反之,当卫星向远地点运行时,卫星的轨道半径将变大,地球对它的万有引力就减小,卫星的角速度也减小,这与同步卫星的角速度恒定不变相矛盾,所以同步卫星轨道不是椭圆,而只能是圆. 2 为什么同步卫星的轨道与地球赤道共面 假设卫星发射在北纬某地的上空的B点,其受力情况如图1所示,由于该卫星绕地轴做圆周运动所需的向心力只能由万有引力的一个分力F1提供,而万有引力的另一个分力F2就会使该卫星离开B点向赤道运动,除非另有一个力F'恰好与F2平衡(但因F'没有施力物体,所以F'是不存在的),所以卫星若发射在赤道平面的上方(或下方)某处,则卫星在绕地轴做圆周运动的同时,也向赤道平面运动,它的运动就不会稳定,从而使卫星不能与地球同步,所以要使卫星与地球同步运行,必须要求卫星的轨道与地球赤道共面. 如果将卫星发射到赤道上空的A点,则地球对它的万有引力F全部用来提供卫星绕地轴做圆周运动所需要的向心力,此时卫星在该轨道上就能够以与地球相同的角速度绕地轴旋转,此时该卫星才能够“停留”在赤道上空的某点,实现与地球的自转同步,卫星就处于一种相对静止状态中. 3 为什么所有同步卫星的高度都是一样的 在赤道上空的同步卫星,它受到的唯一的力——万有引力提供卫星绕地轴运转所需的向心力.当卫星的轨道半径r(或离地面的高度h)取某一定值时,卫星绕地轴运转就可以与地球自转同步,两者的周期均为T=24h. 设地球质量为M,地球半径为R0,卫星质量为m,离地面的高度为h,则有
济南市2020年高一上学期物理期末考试试卷A卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单项选择题 (共12题；共24分) 1. （2分） (2017高一下·长安期中) 如图所示，一辆汽车沿水平面向右匀速运动，通过定滑轮将重物A竖直吊起，在吊起重物的过程中，关于重物的运动及受力情况下列判断正确的是（） A . 重物匀速上升 B . 重物加速上升 C . 重物所受重力等于拉力 D . 重物所受重力大于拉力 2. （2分）关于伽利略对物理问题的研究，下列说法中正确的是（） A . 伽利略认为，在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同 B . 若使用气垫导轨进行理想斜面实验，就能使实验成功 C . 理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础上的 D . 伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证 3. （2分） (2017高一下·容县期末) 如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上．其正上方A位置有一只小球．小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零．小球下降阶段下列说法中不正确的是（）
A . 在B位置小球动能最大 B . 在C位置小球动能最大 C . 从A→C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加 D . 从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加 4. （2分）(2017·襄阳模拟) 如图所示，在xOy坐标系的第Ⅰ象限中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在x轴上的A点垂直于x轴射入磁场，第一次入射速度为v，且经时间t1恰好在O点反向射出磁场，第二次以2v的速度射入，在磁场中的运动时间为t2 ，则t1：t2的值为（） A . 1：2 B . 1：4 C . 2：1 D . 4：1 5. （2分）关于曲线运动，下列说法正确的有（） A . 做曲线运动的物体，受到的合外力方向在不断改变 B . 只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心