相切于P点(如图),则当卫星分别在1,2,3 轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )
A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1的速率
B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D. 卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度
思路分析:由万有引力等于向心力可得,卫星轨道半径越小,环绕速度越大,角速度越大,卫星在轨道3上的速率小于在轨道1的速率,卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度,选项A错误,B正确;卫星在轨道1上经过Q点时和它在轨道2上经过Q点时所受万有引力相等,加速度相等,选项C错误;卫星在轨道2上经过P点时和它在轨道3上经过P点时所受万有引力相等,加速度相等,选项D正确。
答案:BD
例题2 (天津卷)研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在相比( )
A. 距地球的高度变大 B. 向心加速度变大
C. 线速度变大 D. 角速度变大
思路分析:同步卫星与地球的自转周期相同,若地球的自转周期变大,那么同步卫星的角速度将变小,D项错误;根据万有引力提供向心力,有:,角速度变小,同步卫星离地高度将变大,A项正确;由可知,同步卫星的向心加速度将减小,B项错误;由可知,线速度变小,C项错误。
答案:A
【方法提炼】
卫星绕地球的运动,万有引力提供向心力。卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道平面一定过地心,轨道半径等于卫星与地心的距离。地球同步卫星的轨道一定与赤道共面,其周期等于地球自转周期。
卫星问题是高考热点,解决地球同步卫星问题的方法是,根据题述条件及物理情景,利用卫星周期等于地球自转周期,应用卫星相关规律列出相应方程联立解得。
满分训练:
已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球