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1、2010届高三物理一轮复习10大难点突破之卫星问题分析【审题】根据此题要求求解的四个“比”值，其给定的已知条件中的“m1：m2＝１：２”是无用的“干扰项”，只须运用已知条件“Ｒ１：Ｒ２＝３：１”即可求解，但是必须注意所用公式。因为只是已知两颗卫星的轨道半径的比例关系，故而求解时也只能选用上面（1）中的“决定式”，而不能选用（2）中的公式。【解析】人造地球卫星在轨道上运行时，所需要的向心力等于地球的万有引力，由Ｆ引＝Ｆ向可得，① GMm/r2=mv2/r，则v=所以，。如果此处运用了v=，而认为v∝，则可得到＝，显然这是错误的。因为对于这两颗卫星而言其公式v=中的“g”是
2、不同的。② 因为GMm/r2=mω2r，有ω=，故，＝；如果此处运用公式ω=而认为ω∝１/，则可得，＝，显然也是错误的。其原因仍是忘掉了式中“g”的不同。③ 因为GMm/r2=m4π2r/T2 ，则，T=2π，故有＝＝＝。如果此处运用了T=2π而认为T∝，则得＝，显然也是错误的。其原因仍是忘掉了式中“g”的不同。图４－７④ GMm/r2＝ma向，则a向＝GM/r2 故有，＝１／９。如果此处运用了a向＝g而认为a向轨道半径无关，则得，必然错误，其原因仍是忘掉了式中“g”的不同。【总结】 在求解天体（如，行星、卫星等）的圆周运动时，由于圆周运动的特点以及“黄金代换”关系（G
3、M＝goR2o）的存在，会使得圆周运动中的同一个物理量有多种不同形式的表达式。如，对于线速度就有v=、v=、Ｖ＝ωr、Ｖ＝2πr／Ｔ………等多种形式。在解题时除了要明确这些公式的不同意义和不同条件之外，还必须依据题意有针对性的选取运用，同时还必须牢记“黄金代换”关系式GM＝goR2o的重要性。7、必须区别赤道轨道卫星、极地轨道卫星与一般轨道卫星的不同人造地球卫星从轨道取向上一般分为三类：赤道轨道、极地轨道和一般轨道。所谓赤道轨道卫星，是指这种卫星的轨道处在地球赤道的平面之内，卫星距赤道地面具有特定的高度，其运行速度由公式v=可求得。而在实际当中只有处在36000km高空
4、的赤道轨道上，且只有与地球自转方向相同的卫星才能与地球相对静止，称之为“同步卫星”，如图4-7所示。如果其转向与地球自转反向，则就不能称之为“同步卫星”了。另外，发射地球同步卫星时，为了节省能量，其发射地点应尽量靠近赤道，以借助地球的自转线速度。地球同步卫星具有“轨道不偏不倚”、“高度不高不低”、“速度不快不慢”的六不特性。如图4-7所示。所谓极地轨道卫星,是指卫星的轨道平面始终与太阳保持相对固定的取向.其轨道平面与地球赤道平面的夹角接近90度。卫星可在极地附近通过,故又称为近极地太阳同步卫星。如图4-7所示.这种卫星由于与地球之间有相对运动,可以观测,拍摄地球上任一部
5、位的空中,地面的资料。1999年5月10日我国”一箭双星”发射的”风云一号”与”风云二号”气象卫星中的”风云一号”就是这种极地轨道卫星。所谓一般轨道卫星是指轨道平面不与某一经线平面重合(赤道平面除外)的人造地球卫星。以上三种轨道卫星共同特点是轨道中心必须与地心重合,是以地心为圆心的”同心圆”.，没有与地球经线圈共面的轨道(赤道平面除外)。例10：(2000年全国春季高考)可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道()A与地球表面上某一纬度线(赤道除外)是共面的同心圆B与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面的C与地球表面上的赤道线是共面同心圆,而且相对地球表面是静止的D与
6、地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对地球表面是运动的【审题】此题重在判断人造地球卫星的轨道取向与地球的经度线平面,纬度线平面,赤道平面的关系.在辨析,判断时必须明确以下几点：1作匀速圆周运动的卫星必定是无动力飞行,其轨道中心必然在地球中心。2人造地球卫星的轨道有三种:赤道轨道,极地轨道,一般轨道。3地球同步卫星的运行轨道与位置高度等方面的特点。只要依据以上几方面的特点即可辨析选择出正确答案。【解析】对A选项，人造地球卫星运行时,是地球对它的万有引力提供向心力,而此向心力的方向必定指向地心,即所有无动力飞行的卫星轨道的圆心一定与地球中心重合,不能是地轴上(除地心之外
7、)的某一点。故A项错误.对B项，由于地球绕地轴在自转,所以卫星的轨道平面不可能与经度线所决定的平面共面.故B项是错误的。对C项，相对地球表面静止的卫星就是”同步卫星”,它必须处在赤道圈平面,且距离赤道地面有确定的高度,高度H=36000千米,其运行速度必须是V=3.1km/s.运行周期与地球自转周期相同.故C项正确。对D选项，如果卫星所在的高度低于或高于h=36000km时,便不再是地球同步卫星。虽然还可以使轨道处于地球赤道平面之内,但由于运转的周期与地球自转的周期不会相同,也就会相对地面运动.这种卫星就是地球赤道轨道卫星,但不是地球同步
