第3讲 宇宙速度、同步卫星

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1、第三讲 卫 星一、同步卫星的五个“一定”及其计算GMm m 4 兀 2十(R + h)2T 2数值轨道一定在赤道平面周期一定地球自转周期T=24h高度一定h =h=3.59x104 Km速度一定2兀 v= (R + h)=v=3.08Km/s向心加速度一定4兀2 a=(R + h)=T 2a=0.228 m/s21、（2011北京）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2、（2011山东）.甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆

2、轨道。以下判断正确的是（ ）A. 甲的周期大于乙的周期B.乙的速度大于第一宇宙速度C.甲的加速度小于乙的加速度D.甲在运行时能经过北极的正上方3、（2012四川卷）.今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8x107m。它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为4.2x107m）相比（）A. 向心力较小B.动能较大C.发射速度都是第一宇宙速度D.角速度较小4、（2011广东）.已知地球质量为M,半径为R,自转周期为T,地球同步卫星质量为m,引力常量为G。有关同步卫星，下列表述正确的是（）3 GMT 2A. 卫星距离地面的高度为4兀2B. 卫星的运行速度小于第一宇宙速

3、度MmC. 卫星运行时受到的向心力大小为G-R2D. 卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度5、（2008四川）1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展。假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。已知 地球半径为6.4x106m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6x107m这一事实可得到哈勃望 远镜绕地球运行的周期。以下数据中最接近其运行周期的是（）A. 0.6小时B. 1.6小时C. 4.0小时D. 24小时6、（2011 全国理综） .卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话

4、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3.8X 105km，运行周期约为27天，地球半径约为6400千米，无线电信 号传播速度为3X 108m/s）（）A.0.1sB.0.25sC.0.5s D.1s7、（2013高考浙江理综第18题）如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r 的圆轨道上，设地球质量为M,半径为R。下列说法正确的是（） - jA. 地球对一颗卫星的引力大小为（r R）2GMmB. 一颗卫星对地球的引力大小为 r2Gm2C. 两颗卫星之间的引力大小为-3r23GMmD. 三颗卫星对地球引力的合力大

5、小为r28、（2010全国卷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9、【2014天津卷】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 B.线速度变大 D.角速度变大二、赤道上的物体、近地卫星、同步卫星、月球比较赤道上的物体近地卫星同步卫星月球周期24h84.4min

6、24h27.3 天轨道半径6400km6400km4.2x104 km38000km线速度0.465km/s7.9km/s3.08 km/s0.97 km/s向心加速度0.034 m/s29.8m/s20.23 m/s22.67x10-3 m/s21、（2008山东）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 1 日成功定点在东经770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7.9 km / sB. 离地面高度一定，相对地面静止C. 绕地球运行的角速度比月球

7、绕地球运行的角速度大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向心加速度分别2、（2008四川延考区）如图.地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动.设e、p、q,的圆周运动速率分别为V、v2、v3,a3,则( )为 Q、a、A. V1V2V3B. V1V2a2a3D.吓吓岛3、地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a,，第一宇宙速度为V】，地球半径为R,同步卫星离地心的距离为r,运行速率为v2，加速度为a2，则（）aR 2arVR 2V rA、二B、 =C、二D、二ar 2aRVr 2V R2 2 2 24、（2010四川卷）a是地球

8、赤道上一幢建筑，b是在赤道平面内作匀速圆周运动、距地面9.6X 106m的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方（如图甲所示），经48h，a、b、 c的大致位置是图乙中的（取地球半径R=6.4X106m，地球表面重力加速度g=10m/s2， n = 710 ） $3 札 冷ABCD甲乙三、卫星共线、行星冲日问题1、（2006江苏第14题）如右图所示,A是地球的同步卫星.另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内， 离地面高度为h.已知地球半径为R,地球自转角速度为，地球表面的重力加速度为g,O为地球 中心.（1）求卫星B的运行周期.（2）如卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、

9、B两卫星相距最近（O、B、A在同一直线 上）,则至少经过多长时间，他们再一次相距最近？2.有一颗与同步卫星在同一轨道平面的人造卫星，自西向东绕地球运行.已知它的运行半径为同步 卫星轨道半径的四分之一，地球自转周期为T,则该卫星需要相隔多长时间才在同一城市的正 上方再次出现（ ）A. T0/2B. T0/4C. T0/7D. T0/83. （2011黄石模拟）假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200km的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km，地球同步卫星距地面高度为36000km，宇宙飞船和地球同步卫 星绕地球同向运动，每当二者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再

10、由同步卫星 将信号发送到地面接收站，某时刻二者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接 收到信号的次数为（ ）A. 4 次B. 6 次C. 7 次 D. 8 次4、（2012.湖北联考）经长期观测发现，A行星运行的轨道半径为R0,周期为T0,但其实际运行的轨道 与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离。如图4所示，天文学家 认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知行星B，则行星B运动轨道半径为()UUB. R=R0t0C. R=R5、在太阳系中，木星是八兄弟中“最魁梧的巨人”，已知木星绕太阳运动的轨道半径是地球公转轨 道半径的 5.2倍。 2014年1 月6日，发生木星冲日现象.所谓的木星冲日是指地球恰好运行到 木星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学称为 “木星冲日”.冲日前后木星距 离地球最近，也最明亮，下列说法正确的是（）A. 2014年1 月6 日，木星的线速度大于地球的线速度B. 2014年1 月6 日，木星的加速度小于地球的加速度C. 2015年1 月6 日，必将产生下一个“木星冲日”D. 在2015年内一定会出现下一个“木星冲日”