Question

18．2015年8月29日電，俄羅斯航天署29日發(fā)布消息稱(chēng)，由俄羅斯“質(zhì)子-M”運(yùn)載火箭發(fā)射的英國(guó)大型通信衛(wèi)星Inmarsat-5F3已于莫斯科時(shí)間29日上午成功進(jìn)入地球同步軌道，對(duì)這顆衛(wèi)星和同步軌道上的其他衛(wèi)星，下列物理量一定相同的是（　�。�

• A． 向心力
• B． 線(xiàn)速度的大小
• C． 角速度
• D． 動(dòng)能

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、同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可知，${F}_{n}=G\frac{Mm}{{r}^{2}}$，由于不知道這顆衛(wèi)星和同步軌道上的其他衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系，所以無(wú)法判斷向心力關(guān)系，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{4{π}^{2}r}{{T}^{2}}$
則有r=$\root{3}{\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$，同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，所以各個(gè)同步衛(wèi)星軌道半徑相同，
線(xiàn)速度v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$，所以所有地球同步衛(wèi)星速度大小相同，即速率相等，故B正確；
C、角速度$ω=\frac{2π}{T}$，周期相同，則角速度相同，故C正確；
D、動(dòng)能${E}_{K}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，由于不知道這顆衛(wèi)星和同步軌道上的其他衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系，則動(dòng)能不一定相等，故D錯(cuò)誤；
故選：BC．

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(xiàn)速度大小．