解题思路:了解同步卫星的含义,即同步卫星的周期必须与地球相同.物体做匀速圆周运动,它所受的合力提供向心力,也就是合力要指向轨道平面的中心.通过万有引力提供向心力,列出等式通过已知量确定未知量.
A、它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的.所以同步卫星只能在赤道的正上方,故A正确;
B、因为同步卫星要和地球自转同步,即T相同,
根据F=[GMm
r2=
m4π2r
T2=
mv2/r]
因为T是一定值,所以r也是一定值,所以它运行的轨道高度和速率是确定的值.故B正确.
C、卫星的速度公式v=
GM
r,可知同步卫星的速度小于近地卫星的环绕速度,即小于第一宇宙速度7.9km/s,故C正确;
D、根据万有引力提供向心力列出等式:
GMm
r2=ma
加速度a=
GM
r2
9.8m/s2是地球表面得重力加速度,根据地球表面万有引力等于重力得:
GMm
R2=mg
g=
GM
R2=9.8m/s2.
所以同步卫星的向心加速度小于9.8m/s2.
同步卫星与地面上的物体具有相同的角速度,根据a=ω2r得
同步卫星的向心加速度大于地面上的物体自转的向心加速度.故D错误;
本题选错误的,故选:D.
点评:
本题考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.
考点点评: 本题关键抓住同步卫星与地球自转同步,万有引力指向地心,还要指向轨道圆的圆心,从而确定轨道平面;同时要结合万有引力提供向心力列式分析.