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    必须区别“赤道物体 与“同步卫星 以及“近地卫星 的运动规律不同 地球同步卫星运行在赤道上空的“天上 ,与地球保持相对静止.总是位于赤道的正上空.其轨道叫地球静止轨道．通信卫星.广播卫星.气象卫星.预警卫星等采用这样的轨道极为有利一颗静止卫星可以覆盖地球大约40%的面积.若在此轨道上均匀分布3颗卫星.即可实现全球通信或预警．为了卫星之间不互相千扰.大约30左右才能放置1颗.这样地球的同步卫星只能有120颗．可见.空间位置也是一种资源. 其绕地球做匀速圆周运动所需的向心力完全由万有引力提供.即.此同步卫星与其内部的物体均处于完全失重状态.地球同步卫星具有以下特点: 轨道取向一定: 运行轨道平面与地球赤道平面共面. 运行方向一定: 运行方向一定与地球的自转方向相同. 运行周期一定: 与地球的自转周期相同,T=86400s. 位置高度一定: 所在地球赤道正上方高h=36000km处 运行速率一定: v=3.1km/s,约为第一宇宙速度的0.39倍. 运行角速度一定: 与地球自转角速度相同.ω=7.3 ×10-5rad/s. 地球同步卫星相对地面来说是静止的. 地球赤道上的物体,静止在地球赤道的 地上 与地球相对静止,随地球的自转绕地轴做匀速圆周运动.地球赤道上的物体所受地球的万有引力,其中的一个力提供随地球自转所做圆周运动的向心力,产生向心加速度.引力产生的另一效果分力为重力,有-mg=m . 近地卫星的轨道高度.运行速度.角速度.周期等.均与同步卫星不同.更与“赤道上的物体 不可相提并论. “赤道上的物体 与“地球同步卫星 的相同之处是:二者具有与地球自转相同的运转周期和运转角速度,始终与地球保持相对静止状态,共同绕地轴做匀速圆周运动,“近地卫星 与“地球同步卫星 的相同之处是:二者所需要量的向心力均是完全由地球的万有引力提供. 例11: 设地球半径为R,地球自转周期为T,地球同步卫星距赤道地面的高度为h,质量为m,试求此卫星处在同步轨道上运行时与处在赤道地面上静止时的:①线速度之比. ②向心加速度之比.③所需向心力之比. [审题] 此题的求解关键在于明确地球同步卫星与地球赤道上物体的不同特点及其各自遵守的规律.必须明确一个在“天上 ,一个在“地上 ,其所受万有引力产生的效果不同,必须依据万有引力定律与匀速圆周运动的规律求解. [解析]由于卫星在同步轨道运行时与处在赤道平面上静止时.具有相同的运转角速度,则可得 ① 二者的线速度之比为=. ②二者的向心速度之比为ω2(R+h)/ω2.R=. ③二者所需要的向心力之比mω2(R+h)/mω2.R=. 显然.由以上解答可知.此三个比值均为.又由于地球同步距地面高度为h=3.6×106m.地球半径为R=6.4×106m.故此比值为=. [总结]运用万有引力定律解题时,必须明确地区分研究对象是静止在 地面上 的物体还是运行在轨道上的卫星?是地球的万有引力是完全提供向心力还是同时又使物体产生了重力?这一点就是此类题目的求解关键.此外.还要特别注意到同步卫星与地球赤道上的物体具有相同的运行角速度和运行周期. 例12:设同步卫星离地心距离为r.运行速率为v1.加速度为al.地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2.第一宇宙速度为v2.地球半径为R.下列关系中正确的有( ). A.= B.= C.= D.=R/r [审题] 此题的研究对象有三个:一是地球同步卫星,二是静止在赤道地面上的物体,三是与第一宇宙速度相对应的近地卫星, 题中需要解析对比的物理量有两组:一是同步卫星的向心加速度和赤道上的静止物体的自转向心加速度,二是同步卫星的运行速度和第一宇宙速度.必须明确求解卫星向心加速度的公式有多个.如.a=.a=.a=等等,求解卫星运行速度的公式也有多个.如.v =.V=.V=等等.只要明确同步卫星与赤道地面上的物体产生向心加速度的原因.区别同步卫星的运行速度与第一宇宙速度的不同.依据题中给定的已知条件.(卫星的轨道半径r和地球的半径R).再正确选择公式解答.即可得到正确答案. [解析] 对选项A.由于同步卫星的向心加速度与赤道地面上的物体向心加速度的产生原因不同.对同步卫星是万有引力提供了向心力. 则: =m,- ---------------① 对于赤道物体: -N=m-----------------------②(式中的N是地面对物体的支持力) 此处讨论的就是地球的自转.故.≠mg, 而是= mg+m.①②显然正确.但无法用来求得的比值. 又因为.同步卫星与赤道地面上的物体具有相同的角速度.则: 对同步卫星.=, 对赤道地面上的物体.=.由此二式可得=.故选项A正确. 对选项B.常见这样的解法:因同步卫星在高空轨道.则=m得.=, 对赤道地面上的物体.= m得.=. 以上二式相比得=.其实.这是错误的.----―――这是一种典型的.常见的错误.其原因是错误的对“赤道地面上的物体 运用了= m的关系.实际上.“赤道地面上的物体 是在`地’上.其随地球自转而需要的向心力并非完全由万有引力提供.而是由万有引力与地面的支持力的合力提供.即= m不成立.只有= mg+m才是正确的. 同步卫星是在“天 上.其需要的向心力完全由万有引力提供.式=m是成立的. 显然.=是完全错误的.故选项B错误. 对选项C.同步卫星需要的向心力完全由万有引力提供.则.=.所以.=. 对于第一宇宙速度.有..则 = 二式相比得:=.故选项C正确. 对选项D.因为第一宇宙速度是卫星的最小发射速度.也是卫星的环绕速度.但不是“赤道地面上的物体 的自转速度.如果忽视了此点而误认为“同步卫星 与“赤道地面上的物体 具有相同的角速度.则必然会由公式V=得出: 对同步卫星.V1= 对赤道地面上的物体= 二式相比可得:=.此比值=的结论对于“同步卫星 和“赤道地面上的物体 的速度之比无疑是正确的.但是选项D中的是第一宇宙速度而不是“赤道地面上的物体 的自转速度.故选项D错误. [总结] 求解此题的关键有三点: ①.在求解“同步卫星 与“赤道地面上的物体 的向心加速度的比例关系时应依据二者角速度相同的特点.运用公式a=而不能运用公式a=. ②在求解“同步卫星 与“赤道地面上的物体 的线速度比例关系时.仍要依据二者角速度相同的特点.运用公式V=而不能运用公式v =, ③.在求解“同步卫星 运行速度与第一宇宙速度的比例关系时.因均是由万有引力提供向心力.故要运用公式v =而不能运用公式V=或V=.很显然.此处的公式选择是至关重要的. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    （2013?浦东新区一模）如图所示，质量为m的物体放在水平传送带上的O点，与传送带间的动摩因数为μ，以O为原点（相对地面静止）在水平面内建立平面直角坐标系．现传送带以速度v沿x轴正方向匀速运动，为了让物体沿Y轴正方向也以速度v匀速运动，必须在对物体施一水平力F，则（　　）

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    用m表示地球的同步卫星的质量，h表示它离地面的高度，R0表示地球的半径，g0表示地球表面的重力加速度，ω0为地球自转的角速度，则该卫星所受地球的万有引力为F，则（　　）
    A、F=
    GMm
    (R0+h)2
    B、F=
    mg0R02
    R0+h
    C、F=mω02（R0+h）
    D、轨道平面必须与赤道平面重合

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    质量不同而动能相同的两个物体，要使它们在相同的时间内静止下来，则（　　）

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    （2013?泸州一模）（1）估测手上抛石块所做的功
    已知将一个物体竖直向上抛出，如果忽略空气阻力，物体向上运动到最高点的时间与从最高点落回到抛出点经历的时间相等．如果用手急速竖直向上抛出小石块时，估测手对石块所做的功．
    a．需要的测量仪器是
    天平
    天平
    和
    秒表
    秒表
    ．
    b．需要测量的物理量是：
    物体的质量m
    物体的质量m
    ，
    物体从抛出到落回抛出点的总时间t
    物体从抛出到落回抛出点的总时间t
    ．
    c．手对石块所做功的表达式为W=
    1
    8
    m
    g
    2
     
    t
    2
     
    1
    8
    m
    g
    2
     
    t
    2
     
    ．
    （2）测某一小型电动机的内阻R
    如图1所示，在铁架台上端固定一小型直流电动机，下端固定一打点计时器．电动机连接的电路如图2所示，已知电源电动势为E，内阻为r，保护电阻为R0，电动机上系一细绳，绳上连接一个物体，物体下栓一纸带，纸带通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，算出物体匀速运动的速度，g取10m/s2

    ①按图所示安装好实验装置，在实验过程中，打点计时器的两个限位孔要在竖直方向上．
    ②使用电火花打点计时器（所用交流电的频率为50Hz），正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图3所示，每个记数点间还有4个点未画出．则物体运动的速度v=
    0.26
    0.26
    m/s．
    ③要测出小型电动机的内阻，还必须要测出
    物体质量m
    物体质量m
     和
    电流表的示数I
    电流表的示数I
    ．（请写出物理量和相应的字母）
    ④小型电动机的内阻R=
    EI
    -I
    2
     
    (r+
    R
     
    0
    )-mgv
    I
    2
     
    EI
    -I
    2
     
    (r+
    R
     
    0
    )-mgv
    I
    2
     
    （用题中所给已知量和所测量的字母表示）．

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    地球同步卫星轨道必须在赤道平面上空，和地球有相同的角速度，才能和地球保持相对静止，关于各国发射的地球同步卫星，下列表述正确的是（　　）

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