d为椭圆轨道,且地心为椭圆的一个焦点.四条轨道中哪些可以作为卫星轨道?为什么?
图1
答案 b、c、d轨道都可以.因为卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,而万有引力是始终指向地心的,故卫星做匀速圆周运动的向心力必须指向地心,因此b、c轨道都可以,a轨道不可以.卫星也可在椭圆轨道运行,故d轨道也可以.
[知识深化]
1.人造地球卫星的轨道
卫星绕地球做匀速圆周运动时,由地球对它的万有引力充当向心力.因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合,而这样的轨道有多种,其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过两极上空的极地轨道.当然也存在着与赤道平面呈某一角度的圆轨道.如图2所示.
图2
2.人造地球卫星的两个速度
(1)发射速度:指将人造地球卫星送入预定轨道运行所必须具有的速度,卫星离地面越高,需要的发射速度越大.
(2)绕行速度:指卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度.
例1 (多选)可以发射一颗这样的人造卫星,使其圆轨道( )
A.与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面的同心圆
B.与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆
C.与地球表面上的赤道线是共面的同心圆,但卫星相对地面是静止的
D.与地球表面上的赤道线是共面的同心圆,但卫星相对地面是运动的
答案 CD
解析 人造卫星飞行时,由于地球对卫星的引力作为它做圆周运动的向心力,而这个力的方向必定指向圆心,即指向地心,故所有人造卫星其轨道圆的圆心一定要和地球的中心重合,不能是地轴上(除地心外)的某一点,故选项A是错误的;由于地球同时绕着地轴在自转,所以卫星的轨道平面也不可能和经线所决定的平面共面,所以选项B也是错误的;相对地球