收藏[管理登录]
您的位置:首页 > 年级组 > 高一年级

高一物理期末复习专题——同步卫星的理解与运用

发表时间:2017-06-18 08:48:18  来源:  作者:  关注:

 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。为了使学生加深理解,今天物理君专门给同学们讲解这一模块。

1

定义:同步卫星指的是绕地球公转周期等于地球自转周期的卫星,地面上的人看,同步卫星和地面相对静止,总保持在赤道正上方。

同步卫星一般作为通讯卫星使用。

2

基本性质:根据定义及万有引力定律,可以得出同步卫星的一些基本性质如下。

①周期:T=24h;

②公转方向:和地球自转同向,即自西向东转;

③轨道位置:必须在赤道正上方;

④高度:h=5.6R地,即r=6.6R地;

⑤角速度:ω=15°/h;

⑥线速度:v=3.08km/s;

3

常见问题:一般万有引力的问题出在选择题中,极少会出计算题。在选项中,关于同步卫星,往往会出类似下面的问题。

①对比同步卫星速度和放在赤道上物体的速度。

它们的角速度一样,线速度与半径成正比,即v=ωr,故同步卫星的线速度大。

②对比同步卫星和近地卫星的速度。

对于同一颗中心天体的圆轨道卫星而言,越远越慢(T大、v小、ω小、a小),因此同步卫星的速度小。

③同步卫星的速度计算。

在计算同步卫星速度的时候,切记它的轨道半径要用R地+h,不可大意直接用了h。

④同步卫星的发射问题涉及到卫星变轨问题。

卫星变轨问题,将在下一篇文章中讨论。由于越远越慢,同步卫星的速度小于7.9km/s,但它却是加速上去的。

⑤同步卫星的六个确定。

同步卫星的性质中,有六个确定的东西,即上面基本性质六条。例如自转方向、赤道正上方等,这些必须牢记。

⑥地面上看,同步卫星是静止的,那么同步卫星处于平衡状态吗?

答案是否定的。因为相对于地球而言,同步卫星是做匀速圆周运动,而非静止或匀速直线运动。从另一方面来说,同步卫星所受合力为引力,而平衡状态指的是合力为零。

⑦同步卫星用于通讯,必须是位置合适的三颗或以上的同步卫星才能做到(赤道)全面覆盖。

单独一颗同步卫星,其信号覆盖面积并不能达到地球的半个球面。通常我们高中不太可能研究立体上的信号覆盖问题,因为计算太困难。单以赤道为研究内容,一颗同步卫星信号覆盖到赤道上的区域对应圆心角大约163°,因此必须三颗或者三颗以上才能完整覆盖。为了使用更少同步卫星实现更大范围覆盖,一般会让三颗同步卫星处在等边三角形的三个顶点位置。如下图所示

同步卫星相比于双星系统等问题,在高考是比较有可能考到的知识点,希望大家能结合教材中万有引力知识,认真复习。

今天一练

【2017年全国3卷14题】

14. 2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运动。与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )

A.周期变大 B.速率变大  C.动能变大 D.向心加速变大

 

最新评论 (本评论只代表本站网友个人观点,不代表本站观点)

本信息共有条评论我要评价这条信息

用户:   验证码: 如果您无法识别验证码,请点图片更换    匿名 请您文明上网、理性发言,遵守互联网相关规定。

新闻推荐