Question

18．人造地球同步卫星的轨道半径是确定（填“确定”或“不确定”）的，它环绕地球的速度小于 （填“大于”“等于”或“小于”）第一宇宙速度．

Answer 1

分析 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，可知角速度和线速度与圆周运动半径间的关系，第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大运行速度．同步卫星的轨道平面与赤道平面重合，周期等于地球的自转周期．

解答 解：同步卫星的周期等于地球的自转周期等于地球的自转周期，根据万有引力提供向心力有：G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{4{π}^{2}r}{{T}^{2}}$r，解得：r=$\root{3}{\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$，M是地球质量，所以人造地球同步卫星的轨道半径是确定的；
由于同步卫星的轨道半径大于地球的半径，根据v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$可知，同步卫星的环绕速度小于第一宇宙速度；
故答案为：确定，小于

点评 地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度大小