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21、假设地球同步卫星绕地球运行的轨道半径为地球半径的6.6倍,地球赤道平面与地球公转平面共面。若该卫星在赤道所在平面内做匀速圆周运动。则此人造卫星( )

A.距地面高度等于地球半径

B.绕地球运行的周期约为4小时

C.绕地球运行的角速度与同步卫星绕地球运行的角速度相同

D.绕地球运行的速率约为同步卫星绕地球运行速率的1.8倍


答案与解析:

21、ABD 解析:站在地球赤道某地的人,日落后4小时的时候,在自己头顶正上方观察到一颗恰好有阳光照亮的人造地球卫星,可知4小时后太阳照射到地球的平行光恰好与地球相切照射到该卫星。则知卫星与地球球心连线与该相切的太阳光线的夹角为30°,则知该卫星绕地心圆周运动的半径为地球半径的2倍,故此人造卫星距地面高度等于地球半径。再由开普勒第三定律半长轴三次方与周期平方之比为定值,地球同步卫星绕地球运行的轨道半径为地球半径的6.6倍,该卫星绕地心圆周运动的半径为地球半径的2倍,同步卫星绕地球运行的周期为24小时,可计算得卫星绕地球运行的周期约为4小时。再由角速度,知此人造卫星绕地球运行的角速度与同步卫星绕地球运行的角速度不相同。再由计算得此人造卫星绕地球运行的速率约为同步卫星绕地球运行速率的1.8倍。综上ABD项正确。