Question

（2006?福建模擬）氣象衛星是用來拍攝云層照片、觀察氣象資料和測量氣象數據的，我國先后自行研制和發射了“風云一號”和“風云二號”兩種氣象衛星．“風云一號”衛星是一種“極地圓軌道衛星”，它大約每1.7h繞地球一周；“風云二號”衛星是一種“地球同步衛星”，它每24h繞地球一周．則“風云一號”衛星比“風云二號”衛星（　　）

A．軌道半徑大

B．角速度小

C．線速度大

D．向心加速度小

Answer 1

分析：衛星繞地球圓周運動時，由地球的萬有引力提供向心力．
根據萬有引力等于向心力，可得到衛星的周期、角速度、線速度和向心加速度與軌道半徑的關系式，根據這個關系再討論即可．

解答：解：設衛星的質量為m，軌道半徑為r，地球的質量為M．
衛星繞地球圓周運動時，由地球的萬有引力提供向心力．則得：
  G

Mm

r2

=m

4π2

T2

r=mω²r=m

v2

r

=ma
解得，T=2πr

r GM

，ω=

GM r3

，v=

GM r

，a=

GM

r2

．
可見，衛星的軌道半徑越大，周期越大，而角速度、線速度和向心加速度都越小．
據題，風云二號衛星為地球同步軌道衛星，故周期為24h，“風云一號”衛星是極地衛星，周期為1.7h，所以得知：“風云一號”衛星比“風云二號”衛星軌道半徑小、角速度、線速度和向心加速度都大，故ABD錯誤，C正確．
故選：C．

點評：本題主要考查萬有引力提供向心力的關系公式，要注意能夠根據題意選擇恰當的向心力的表達式，根據關系公式推導出周期、角速度、速度、周期公式等表達式，再根據半徑關系進行討論．