第七章 专题强化　同步卫星及其综合问题-物理人教版必修第二册（解析版）.pdfVIP

同步卫星及其综合问题

[学习目标]1.掌握地球同步卫星的特点.2.知道“赤道上的物体”“同步卫星”“近地卫

星”的区别与联系．

一、地球同步卫星

导学探究

地球上空分布着许多的同步卫星，在地面上的人看来，始终静止不动．请思考：

(1)这些同步卫星是否就真的静止不动呢？

(2)这些同步卫星有什么共同的特点呢？

答案(1)这些同步卫星都在绕地心做匀速圆周运动，其周期等于地球自转的周期，故卫星相

对于地球静止．

(2)这些卫星都在赤道上空(轨道平面与赤道平面重合)，周期一定、高度一定、线速度大小和

角速度大小一定．

知识深化

同步卫星的特点

(1)定周期：所有同步卫星周期均为T＝24h.

(2)定轨道：同步卫星轨道必须在地球赤道的正上方，运转方向必须跟地球自转方向一致，即

由西向东．

mm地4π23GmT2

(3)定高度：由G＝m(R＋h)可得，同步卫星离地面高度为h＝地－R≈

R＋h2T24π2

4

3.58×10km≈6R.

(4)定速度：由于同步卫星高度确定，则其轨道半径确定，因此线速度大小、角速度均不变．

(5)定加速度：由于同步卫星高度确定，则其轨道半径确定，因此向心加速度大小不变．

例1关于地球同步卫星，下列说法正确的是()

A．它只能分布在赤道上空一定高度处

B．已知它的质量是1.42t，若将它的质量增为2.84t，其同步轨道半径变为原来的2倍

C．它可以绕过北京的正上方，所以我国可以利用它进行电视转播

D．它运行的速度是7.9km/s

答案A

解析同步卫星是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地面的高度约为36000km，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的圆形轨道，由于北京

Mm2π

2

不在赤道上，所以它不可以绕过北京的正上方，故A正确，C错误；由G2＝m()r可知，

rT

2

Mmv

卫星质量不影响运动的轨道半径，故B错误；由G＝m知，卫星轨道半径大于地球的

2

rr

半径，所以运动的速度小于第一宇宙速度7.9km/s，故D错误．

针对训练1(多选)下列关于同步卫星的说法正确的是()

A．各国发射的地球同步卫星的高度和速率都是相等的

B．同步卫星的角速度虽已确定，但高度和速率可以选择，高度增加，速率增大，高度降低，

速率减小，仍同步

C．我国发射的某颗人造地球卫星的周期是114min，它的高度比同步卫星低

D．同步通信卫星可以定点在上海的正上方

答案AC

二、同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的比较

导学探究

1．同步卫星和赤道上物体有什么相同点和不同点？

答案相同点：周期和角速度相同

不同点：向心力来源不同

GMm

2

对于同