Question

地球同步衛星是與地球自轉同步的人造衛星（　　）

A．它只能在赤道正上方，且離地心的距離是一定的

B．它可以在地面上任一點的正上方，但離地心的距離是一定的

C．它只能在赤道的正上方，但離地心的距離可按需要選擇不同值

D．它可以在地面上任一點的正上方，且離地心的距離可按需要選擇不同值

Answer 1

分析：了解同步衛星的含義，即同步衛星的周期必須與地球自轉周期相同．
物體做勻速圓周運動，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．
通過萬有引力提供向心力，列出等式通過已知量確定未知量．

解答：解：同步衛星若在除赤道所在平面外的任意點，假設實現了“同步”，那它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上，這是不可能的，因此同步衛星相對地面靜止不動，它只能在赤道的正上方．
根據萬有引力提供向心力，列出等式：

GMm

(R+h)2

=m

4π2

T2

（R+h），其中R為地球半徑，h為同步衛星離地面的高度．由于同步衛星的周期必須與地球自轉周期相同，所以T為一定值，根據上面等式得出：同步衛星離地面的高度h也為一定值．故A正確，B、C、D錯誤
故選A．

點評：地球質量一定、自轉速度一定，同步衛星要與地球的自轉實現同步，就必須要角速度與地球自轉角速度相等，這就決定了它的軌道高度和線速度大小．