人造地球卫星的相关问题比较

人造地球卫星的相关问题比较人造地球卫星的相关问题比较1．卫星绕地球运动的向心加速度和物体随地球自转的向心加速度比较项目卫星的向心加速度物体随地球自转的向心加速度产生万有引力万有引力的一个分力(另一分力为重力)方向指向地心垂直指向地轴大小a=g′=GM/r2(地面附近a近似为g)a＝ω地球2·r，其中r为地面上某点到地轴的距离变化随物体到地心距离r的增大而减小从赤道到两极逐渐减小2.两种速度——环绕速度与发射速度的比较(1)不同高度处的人造卫星在圆轨道上运动速度即环绕速度v环绕=(GM/r)1/2，其大小随半径的增大而减小．但是，由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力做功，增大势能，所以将卫星发射到离地球越远的轨道，在地面上所需的发射速度就越大，此时v发射v环绕(2)人造地球卫星的最小发射速度对应将卫星发射到近地表面运行，该速度为卫星绕地球运行的最大速度．3．两个半径——天体半径R和卫星轨道半径r的比较卫星的轨道半径是卫星绕天体做圆周运动的圆半径，所以r＝R＋h.当卫星贴近天体表面运动时，h→0，可近似认为轨道半径等于天体半径．4．两种周期——自转周期和公转周期的比较自转周期是天体绕自身某轴线运动一周的时间，公转周期是卫星绕中心天体做圆周运动运行一周的时间．一般两者不等，如：地球自转周期为24小时，公转周期为365天．但也有相等的，如月球，自转、公转周期都约为27天．5．两类运行——稳定运行和变轨运行的比较（1）卫星绕天体稳定运行时万有引力提供卫星做圆周运动的向心力．由GMm/r2=mv2/r，得v=(GM/r)1/2.由此可知，轨道半径r越大，卫星的速度越小．（2）当卫星由于某种原因速度v突然改变时，F引和mv2/r不再相等，当F引mv2/r时，卫星做向心运动；当F引mv2/r时，卫星做离心运动．6．地面上的物体、近地卫星与同步卫星(1)轨道半径：近地卫星与赤道上的物体的轨道半径相同，同步卫星的轨道半径较大，即r同＞r近＝r物.(2)运行周期：同步卫星与赤道上的物体的运行周期相同．由T＝2π(r3/GM)1/2可知，近地卫星的周期要小于同步卫星的周期，即T近＜T同＝T物.(3)向心加速度：由GMm/r2＝ma知，同步卫星的加速度小于近地卫星的加速度．由a＝rω2＝r(2π/T)2知，同步卫星的加速度大于赤道上的物体的加速度，即a近＞a同＞a物.【典例】(天津高考)一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的A.向心加速度大小之比为4∶1B.角速度大小之比为2∶1C.周期之比为1∶8D.轨道半径之比为1∶2【解析】由万有引力提供向心力，GMm/r2=mv2/r，可得v=(GM/r)1/2.根据动能减小为原来的1/4可知，速度减小为原来的1/2，轨道半径增加到原来的4倍，向心加速度a=GM/r2减小到原来的1/16，向心加速度大小之比为16∶1，轨道半径之比为1∶4，选项A、D错误.由角速度公式ω=v/r，可知角速度减小为原来的1/8，角速度大小之比为8∶1，根据周期与角速度成反比可知，周期之比为1∶8，选项B错误,C正确.答案：C.