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定義:同步衛(wèi)星指的是繞地球公轉(zhuǎn)周期等于地球自轉(zhuǎn)周期的衛(wèi)星,地面上的人看,同步衛(wèi)星和地面相對(duì)靜止,總保持在赤道正上方。
同步衛(wèi)星一般作為通訊衛(wèi)星使用。
2基本性質(zhì):根據(jù)定義及萬有引力定律,可以得出同步衛(wèi)星的一些基本性質(zhì)如下。
①周期:T=24h;
�、诠D(zhuǎn)方向:和地球自轉(zhuǎn)同向,即自西向東轉(zhuǎn);
�、圮壍牢恢茫罕仨氃诔嗟勒戏�;
�、芨叨龋篽=5.6R地,即r=6.6R地;
�、萁撬俣龋�ω=15°/h;
�、蘧€速度:v=3.08km/s;
3常見問題:一般萬有引力的問題出在選擇題中,極少會(huì)出題。在選項(xiàng)中,關(guān)于同步衛(wèi)星,往往會(huì)出類似下面的問題。
�、賹�(duì)比同步衛(wèi)星速度和放在赤道上物體的速度。
它們的角速度一樣,線速度與半徑成正比,即v=ωr,故同步衛(wèi)星的線速度大。
�、趯�(duì)比同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星的速度。
對(duì)于同一顆中心天體的圓軌道衛(wèi)星而言,越遠(yuǎn)越慢(T大、v小、ω小、a小),因此同步衛(wèi)星的速度小。
�、弁叫l(wèi)星的速度。
在同步衛(wèi)星速度的時(shí)候,切記它的軌道半徑要用R地+h,不可大意直接用了h。
�、芡叫l(wèi)星的發(fā)射問題涉及到衛(wèi)星變軌問題。
衛(wèi)星變軌問題,將在下一篇文章中討論。由于越遠(yuǎn)越慢,同步衛(wèi)星的速度小于7.9km/s,但它卻是加速上去的。
⑤同步衛(wèi)星的六個(gè)確定。
同步衛(wèi)星的性質(zhì)中,有六個(gè)確定的東西,即上面基本性質(zhì)六條。例如自轉(zhuǎn)方向、赤道正上方等,這些必須牢記。
�、薜孛嫔峡�,同步衛(wèi)星是靜止的,那么同步衛(wèi)星處于平衡狀態(tài)嗎?
答案是否定的。因?yàn)橄鄬?duì)于地球而言,同步衛(wèi)星是做勻速圓周運(yùn)動(dòng),而非靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。從另一方面來說,同步衛(wèi)星所受合力為引力,而平衡狀態(tài)指的是合力為零。
�、咄叫l(wèi)星用于通訊,必須是位置合適的三顆或以上的同步衛(wèi)星才能做到(赤道)全面覆蓋。
單獨(dú)一顆同步衛(wèi)星,其信號(hào)覆蓋面積并不能達(dá)到地球的半個(gè)球面。通常我們高中不太可能研究立體上的信號(hào)覆蓋問題,因?yàn)樘щy。單以赤道為研究?jī)?nèi)容,一顆同步衛(wèi)星信號(hào)覆蓋到赤道上的區(qū)域?qū)?yīng)圓心角大約163°,因此必須三顆或者三顆以上才能完整覆蓋。為了使用更少同步衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)更大范圍覆蓋,一般會(huì)讓三顆同步衛(wèi)星處在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)位置。
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