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。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,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、如图所示:
太阳光可认为是平行光,O是地心,人开始在A点,这时刚好日落,因为经过24小时地球转一圈,所以经过4小时,地球转了60°,即:∠AOC=60°,此时人已经到了B点,卫星在人的正上方C点,太阳光正好能照到卫星,所以根据∠AOC=60°就能确定卫星的轨道半径为:r=OC=2OA=2R,则卫星距地面高度等于地球半径R,故A正确;
B、设此卫星的运行周期为T1,地球自转的周期为T2,则地球同步卫星的周期也为T2,依据常识知道 T2=24h,根据开普勒第三定律得:
C、由于绕地球运行的周期与同步卫星绕地球运行的周期不等,所以绕地球运行的角速度与同步卫星绕地球运行的角速度不同,故C错误;
D、由
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;向心力
作出卫星与地球之间的位置示意图,根据几何关系确定卫星的轨道半径.可设此卫星的运行周期为T1,地球自转的周期为T2,则地球同步卫星的周期也为T2,则T2=24小时.根据开普勒第三定律求解T1,由卫星速度公式
本题要抓住题中信息“恰能在日落后4小时的时候,恰观察到一颗自己头顶上空被阳光照亮的人造地球卫星”,运用几何方法作出卫星的位置,并求出这颗卫星的轨道半径是关键.