分析同步衛(wèi)星的特點(diǎn):固定周期(24h)、固定軌道(赤道上方)、固定高度、固定速度。衛(wèi)星在軌道上的向心加速度近似等于重力在軌道上的加速度,根據(jù)G$frac{Mm}{{r}^{2}}$=mg可得:g=$frac{GM}{{r}^{2}}$,r越大,g越小。可見衛(wèi)星的向心加速度小于地球表面的重力加速度。地球第一宇宙速度就是衛(wèi)星在接近地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度,根據(jù)G$frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$frac{{v}^{2}}{r}$可得:v=$sqrt{frac{GM}{r}}$。 r越大,v越小衛(wèi)星的向心加速度都小于地面重力加速度,可以看出衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度。
答案:A.同步衛(wèi)星的軌道是固定的(在赤道上方),所以A錯(cuò)誤。
B.衛(wèi)星在軌道上的向心加速度近似等于軌道上的重力加速度。根據(jù)G$frac{Mm}{{r}^{2}}$=mg可得:g=$frac{GM}{{r}^{2}}$。r越大,g越小。可見衛(wèi)星在軌道上的向心加速度小于地球表面的重力加速度。因此B是正確的。
C.地球的第一宇宙速度是衛(wèi)星在靠近地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度。根據(jù)G$frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$frac{{v}^{2}}{r}$可得:v=$sqrt{frac{GM}{r}}$。r越大,v越小。可見衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度。因此C是錯(cuò)誤的。
D. 地球同步衛(wèi)星與地球同步,所以它們的周期相同。根據(jù)G$frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}r$可知衛(wèi)星的向心加速度都小于地面重力加速度,軌道半徑相同。因此,D是正確的。
因此答案為:BD。
點(diǎn)評(píng):本題的關(guān)鍵是了解同步衛(wèi)星的特點(diǎn)和第一宇宙速度的概念,然后結(jié)合萬有引力提供向心力、萬有引力約等于重力兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行解答。