高中i赤道物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星參量比較I―、考點(diǎn)突破：二、重難點(diǎn)提示：-1-^1—考點(diǎn)考綱要求備注赤道物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星參量比較理解赤道物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星向心力來(lái)源；掌握赤道物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星參數(shù)的比較。本知識(shí)點(diǎn)是難點(diǎn),但在高考中屬于高頻考點(diǎn)，主要考杳赤道物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星參量的大小比較，同時(shí)加強(qiáng)了—種情況的區(qū)別和聯(lián)系的考杳，題型：選擇題。重點(diǎn)：赤道物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星區(qū)別和聯(lián)系難點(diǎn)：赤道物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星向心力來(lái)源一、同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星與赤道物體的相同點(diǎn)三者都在繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力都與地球的萬(wàn)有引力有關(guān)；同步衛(wèi)星與赤道上物體的運(yùn)行周期相同：T=24h;近地衛(wèi)星與赤道上物體的運(yùn)行軌道半徑相同：r=R0（R°為地球半徑）。二、同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星與赤道物體的不同點(diǎn)1.軌道半徑不同如圖所示，同步衛(wèi)星的軌道半徑r=R0+h,h為同步衛(wèi)星離地面的高度，大約為36000同0千米，近地衛(wèi)星與赤道物體的軌道半徑近似相同，都是R0，半徑大小關(guān)系為：rr同近rr同近r;

赤;向心力不同同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的向心力完全由地球?qū)λ鼈兊娜f(wàn)有引力來(lái)提供，赤道物體的向心力由萬(wàn)有引力的一個(gè)分力來(lái)提供，萬(wàn)有引力的另一個(gè)分力提供赤道物體的重力;3.向心加速度不同Mm由G ma得：r2GMar2，又r近，所以42mr T23.向心加速度不同Mm由G ma得：r2GMar2，又r近，所以42mr T2ma得：a大小關(guān)系為：4.周期不同42 rT2

a;赤;r，又同，所以：;向心加速度的近地衛(wèi)星的周期由mg42mR 得:0T2得:84min道物體的周期都為24h，周期的大小關(guān)系為：T5.線速度不同Mm由G——r22m丁得:r廠，又同gT.近;;同步衛(wèi)星和赤近；由同赤和廠同〉廠赤得:u同>u赤，故線速度的大小關(guān)系為：U近>u同>u同赤6.角速度不同〉r近，所以：3〉r近，所以：3"近；由T二T同赤由g =mr32得：3"近；由T二T同赤r2 計(jì)r3 同得：3同=3赤，從而角速度的大小關(guān)系為：3例題1地球赤道地面上有一物體隨地球的自轉(zhuǎn)而做圓周運(yùn)動(dòng)，所受的向心力為F,向心加速度為竹，線速度為片，角速度為叫；繞地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星（高度忽略）所受的向心力為F2,向心加速度為a2,線速度為卩2，角速度為①2；地球同步衛(wèi)星所受的向心力為f3,向心加速度為a3,線速度為v3,角速度為①3；地球表面重力加速度為g，第一宇宙速度為卩，假設(shè)三者質(zhì)量相等，則下列結(jié)論正確的是（）F]=F2>F3 B.a1=a2=g>a3C.V]=v2=v>v3 D.^1=^3<^2思路分析：在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體所受的向心力由萬(wàn)有引力和支持力的合力提供，Mm即F1=G1—Fn，繞地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星向心力由萬(wàn)有引力提供，f2=R2TOC\o"1-5"\h\zGMm GMm2，同步衛(wèi)星的向心力F= I，所以F>Fa,F2>F3,A錯(cuò)誤；地面附近mg=R2 3（R+h）2 2123MmG ,F<mg，所以a1<g,F2=mg，所以a=g,F<mg，所以a3<g，即a<a2=g>a3,BR2GMm v2 GMm GMm GMm錯(cuò)誤； =m—,F1< ，所以vi<v,F2= ，所以v2=v,F3< ，所R2 R1R2 1 2R2 2 3R2以v3<v,v1<v2=v>v3,C錯(cuò)誤；地球自轉(zhuǎn)角速度，赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體和同步R衛(wèi)星的角速度與地球相同，所以叫=63=卩①2=，v>V]，所以rn>rn,叫=63<62，DR正確。答案：D例題2已知地球質(zhì)量為半徑為人，自轉(zhuǎn)周期為厶地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m,引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是（ ）iGMT2衛(wèi)星距地面的高度為3-4兀2衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度Mm衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為G——R2衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度思路分析：天體運(yùn)動(dòng)的基本原理為萬(wàn)有引力提供向心力，地球的引力使衛(wèi)星繞地球做勻亠「r v24兀2mr GMm /GMm(R+h)2=F向=ma向<mg,所以C錯(cuò)速圓周運(yùn)動(dòng)'即FGMm(R+h)2=F向=ma向<mg,所以C錯(cuò)萬(wàn)

GMm(R+h)2mv2GMm(R+h)2mv2R+h得，GMm 4兀2m(R+h)二 ，得R+h=(R+h)2 T2答案：BD【易錯(cuò)警示】:GMT24兀2，即h=3：'輕—R,4兀2A錯(cuò)誤。比較三者的向心加速度、線速度、角速度的大小時(shí)一定要區(qū)分清楚赤道物體，因?yàn)樗南蛐牧Σ皇侨f(wàn)有引力的全部，所以不能由a= 、u= 、①= 比較赤道r2 vr Yr3物體的向心加速度、線速度、角速度的大小。滿分訓(xùn)練：設(shè)同步衛(wèi)星離地心的距離為滿分訓(xùn)練：設(shè)同步衛(wèi)星離地心的距離為r,運(yùn)行速率為V],加速度為％;地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2,第一