学习万有引力，必须清楚的问题：同步卫星特点与地面物体的区别

一、地球同步卫星的特点(1)卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步轨道)，可以越过两极(极轨)，也可以与赤道平面成任意角度，如图2所示。

(2)因为地球引力为卫星绕地球运动提供向心力，所以地球的中心一定是卫星圆形轨道的中心。

2.近地卫星

(1)v1=7.9 km/s; T=85 minutes.

(2)7.9 km/s和85 min分别是人造地球卫星匀速圆周运动的最大线速度和最小周期。

3.同步卫星

(1)“同步”的含义是与地面保持相对静止，因此其周期等于地球自转周期。

(2)特点

固定周期：所有同步卫星的周期为t=24 h .

(2)定轨：同步卫星的轨道必须在地球赤道正上方，运行方向必须与地球自转方向一致，即由西向东。

固定高度：h= 3.58 104km 6r。

恒速：由于同步卫星的高度是确定的，其轨道半径也是确定的，所以线速度和角速度是不变的。

恒定加速度：由于同步卫星的高度是确定的，其轨道半径也是确定的，所以向心加速度的大小不变。

例1。(多选)“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星将大视野的气象数据传回地面，为天气预报提供准确、全面、及时的气象数据。设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法正确的是()。

A.同步卫星离地面的高度是地球半径的(n-1)倍。

b同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的n(1)。

c同步卫星的运行速度是地球赤道上的物体随地球旋转所获得的速度的n(1)。

D.同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的n(1)(忽略地球的自转)

例2、如图所示，。。北斗卫星导航系统是。。自行研制的全球卫星导航系统.其中有静止轨道同步卫星和中地球轨道卫星.已知中地球轨道卫星的轨道高度为5 00015 000 km，则下列说法正确的是()

A.中地球轨道卫星的线速度小于静止轨道同步卫星的线速度

B.上述两种卫星的运行速度可能大于7.9 km/s

C.中地球轨道卫星绕地球一圈的时间小于24小时

D.静止轨道同步卫星可以定位于北京的上空

答案　C

二、同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较1.同步卫星和近地卫星都是万有引力提供向心力，即都满足(GMm)/r2m(v2)/rm2rm(42)r/T2man.由上式比较各运动量的大小关系，

即r越大，v、、an越小，T越大.

2.同步卫星和赤道上物体都做周期和角速度相同的圆周运动.因此要通过vr，an2r比较两者的线速度和向心加速度的大小.

例3、如图所示，A为地面上的待发射卫星，B为近地圆轨道卫星，C为地球同步卫星.三颗卫星质量相同，三颗卫星的线速度大小分别为vA、vB、vC，角速度大小分别为A、B、C，

周期分别为TA、TB、TC，向心加速度大小分别为aA、aB、aC，则()

A.ACB

B.TATCC.vAvCD.aAaCaB

例4　(2018四川凉山州木里中学高一下期中)如图5所示，A是地球赤道上随地球自转的物体，其向心加速度大小为a1，线速度大小为v1；B是绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，其向心加速度大小为a2，

线速度大小为v2；C是地球同步卫星，其轨道半径为r.已知地球半径为R，下列关于A、B的向心加速度和线速度的大小关系正确的是()