学文网同步卫星是天体运动研究的核心，是万有引力、开普勒定律及宇宙速度等知识运用的绝好题材，是宇宙航行考查的热点和焦点。认识同步卫星、透彻理解其特点，是解决卫星问题的关键。
一、同步卫星的轨道
地球同步轨道卫星的轨道近似于圆形，轨道平面与赤道平面一致。
例1 2013年12月，中国在西昌卫星发射中心成功将玻利维亚通信卫星发射升空，升空后约26分钟，卫星经地球同步转移轨道后顺利进入预定轨道。关于玻利维亚通信卫星的运行轨道，下列说法正确的是（）
A.卫星的轨道可能为a
B.卫星的轨道可能为b
C.卫星的轨道可能为c
D.卫星的轨道只可能为d
解析：通信卫星是同步卫星，要实现与地球同步，其运行轨道必与赤道平面重合，故只可能为d，选项D正确。
点评：同步卫星有两个基本特征：轨道平面在赤道平面；运行周期与绕行方向与地球自转相同，相对于地面静止，又称静止轨道卫星。
二、同步卫星的高度
同步卫星运行时，离地面的高度h一定。
例2 卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：地球半径约为R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2，无线电信号的传播速度v=3×108m/s）（）
A.0.1s B.1s C.0.25s D.0.5s
解析：设同步卫星离地面的高度为h，由G=m（）2（R+h）、GM=R2g及地球自转周期T=24h，结合已知数据得h=3.6×104km，则从发出信号至对方接收到信号所需最短时间t==0.24s，选项C正确。
点评：同步卫星离地面的高度h≈3.6×104km是一定的，若将此作为结论应用，会实现同步卫星问题的快速解题。
三、同步卫星的速率
同步卫星的环绕速率大小一定，小于第一宇宙速度。
例3 由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星（）
A.受地球的万有引力一定相同
B.运行的速率相同
C.运行的速率大于第一宇宙速度
D.运行的轨道不同
解析：同步卫星的质量可以不同，故受地球的万有引力大小可能不同，选项A错误；同步卫星的运行速率相同，且小于第一宇宙速度，选项B正确、C错误；同步卫星的运行轨道相同，与赤道平面一致，选项D错误。
点评：同步卫星有六大特点：轨道平面与赤道平面重合；角速度一定，与地球自转角速度相同；高度一定；速率一定；绕行方向与地球自转方向一致；运行情况与其质量无关。
四、同步卫星的发射
同步卫星发射方式有两种：直线发射和变轨发射。
变轨发射，涉及线速度、角速度、加速度、周期及能量等物理量的变化，是重点。
例4 如***2所示，是我国发射“亚洲一号”地球同步卫星的过程，先将卫星发射至近地停泊轨道Ⅰ，在B点进入椭圆转移轨道Ⅱ，在A点由转移轨道Ⅱ进入圆形同步轨道Ⅲ。关于卫星的运动，下列说法正确的是（）
A.在轨道Ⅱ上经过A点的速度大于经过B点的速度
B.在轨道Ⅱ上经过A点的动能小于在轨道Ⅲ上经过A点的动能
C.在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅲ上运动的周期
D.在轨道Ⅱ上经过A点的加速度大于在轨道Ⅲ上经过A的加速度
解析：由于A点为远地点，B点为近地点，由开普勒定律知，在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于经过B的速度，选项A错误；卫星在A点由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，要加速，故在轨道Ⅱ上经过A点的动能小于在轨道Ⅲ上经过A的动能，选项B正确；由于轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅲ的半长轴，由开普勒定律知，在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅲ上运动的周期，选项C错误；在两轨道的交点处，由于万有引力相等，加速度相同，选项D错误。
点评：求解同步卫星的发射问题，要注意四点：卫星变轨，要点火加速；椭圆轨道近地点的线速度大于远地点的线速度；轨道周期，用开普勒定律分析；轨道的交点处，万有引力相等，加速度相等。
总之，求解地球同步轨道卫星问题，要突出一个理想模型：匀速圆周运动模型；紧扣两个等式：F引=F向、GM=R2g；抓住三个定律：万有引力定律、牛顿运动定律及开普勒定律；理顺地球同步轨道卫星的六大特点，这样有利于提高学习同步卫星的针对性和时效性，提升解题能力。
（作者单位：广西南丹县高级中学）