人造卫星基本原理

人造卫星的基本原理

参考、摘录自——王冈 振国《人造卫星原理》

一、关于椭圆轨道

在地球引力的作用下，要使物体环绕地球作圆周运动，那么必须使得物体的速度达到第一宇宙速度。如果卫星所需的向心力恰好和其所受万有引力相等，则它将作圆周运动。若其所需向心力大于地球引力，这是物体的运动轨迹就变成椭圆轨道了。物体的速度比环绕速度（作圆周运动时的速度）大得越多，椭圆轨道就越“扁长”，直到达到第二宇宙速度，物体便沿抛物线轨道飞出地球引力场之外。

因为发射卫星和飞船时，入轨点的速度控制不可能绝对精确，速度大小的微小偏离，和速度方向与当地的地球水平方向间的微小偏差，都会使航天器的轨道不是圆形二是椭圆形，椭圆扁率取决于入轨点的速度大小和方向。

二、卫星运动轨道的几何描述

尽管开普勒定律阐明的是行星绕太阳的轨道运动，它们可以用于任意二体系统的运动，如地球和月亮，地球和人造卫星等。

假定地球中心O 在椭圆的一个焦点上

a ——椭圆的半长轴

b ——椭圆的半短轴

>11.2km/s-抛物线 >16.7km/s-双曲线

c

e ——偏心率 a c e =

P e ——近地点

A p ——远地点

P ——半通径)1(22

e a a b P -== Y w ——轴与椭圆交点的坐标

f ——真近点角，近地点和远地点之间连线与卫星向径之间的夹角

E ——偏近点角

只要知道了卫星运行的椭圆轨道的几个主要参数：a ，e 等，卫星在椭圆轨道上任一点（r ）处的速度就可以计算出来：

)12(a

r v -=μ 其中2μ=GM （地心万有引力常数） 椭圆轨道上任一点处的向径r 为：)cos 1(E e a r -=

近地点向径：)1(e a r p -=

远地点向径：)1(e a r A +=

所以，近地点r 最小，卫星速度最大e

e a v -+?=112μ 远地点r 最大，卫星速度最小e e

a v +-?=112μ

卫星或飞船入轨点处的速度，通常就是近地点的速度，这个速度一般要比当地的环绕速度要大；而椭圆轨道上远地点速度则比当地的环绕速度要小。

圆形轨道可以看成椭圆轨道的特殊情况。即a=b=r ，所以

r

GM r v ==2

μ A

又因为r g r 2

μ=，所以： 21

0)(r R R g r g v r ?=?= 这就是运行轨道的环绕速度公式。

三、人造卫星的轨道参数（轨道根数）

对于人造地球卫星轨道的形状、大小、在空间的方位以及卫星在特定时刻所处的位置，人们通常用一些特殊的量来描述，这些“量”被称为“轨道参数”，最常用的是经典轨道常数，即开普勒轨道常数，用来描述在空间中的卫星的轨道。可以用这些常数递推出卫星在过去或将来的位置。有以下六个：

1．轨道倾角 i ——赤道平面与卫星轨道平面间的夹角

2．升交点赤经Ω——从春分点（以地球为中心观察:太阳从南半球王北半球运动时，跟地球赤道平面相交的点）到卫星升交点（卫星由南半球往北半球穿过赤道平面的那一点，反之为降交点）的经度。

3．近地点幅角ω——地心与升交点连线 和 地心与近地点连线 间的夹角

4．椭圆半长轴a

5．椭圆偏心率e

6．卫星通过近地点的时刻t

前5个参数实际描述了3个问题：轨道平面在空间中的方位；椭圆轨道在轨道平面中的取向（长轴指向）；椭圆轨道的形状和大小。

四、人造卫星的周期

由开普勒第三定律可知：运行周期的长短与半长轴有关，与半短轴无关 即：GM a T 2

2

2π= 大致可以这样说：

距地面高度180~500km 运行周期约90分钟

距地面高度1 万 km 运行周期约6小时

距地面高度3.6万 km 运行周期约24小时

运行周期为24小时的卫星叫“同步卫星”

相对地面静止（运转方向和地球自转方向相同，轨道在赤道上空）的同步卫星叫“地球同步卫星”

五、人造卫星的寿命

在地球的外层空间，即使气体分子极其稀少，仍然会对卫星的运行形成阻力，使它不断降低运行高度，以至最终进入稠密大气层销毁。所以，简单的说，轨道越高，真空度越高，卫星的运行寿命也就越长。（有效寿命——工作时间还受星上设备元件等影响，所以，卫星真正实用的时间多这几年，少者只有几天甚至更少）

六、人造卫星的常用轨道

1．圆轨道（用于把人造天体作为空间观测站、基准点和中继站的场合——侦查、气象、地球资源勘测、测地、导航、通信等）

要把人造卫星发射到圆轨道，必须同时满足两个条件

（1）速度正好等于入轨点处的当地环绕速度

（2）速度方向同入轨点处的地平线平行

如果，入轨点的速度大于该点环绕速度，卫星将进入椭圆轨道，入轨点成为近地点；

如果，入轨点的速度小于该点环绕速度，卫星将进入椭圆轨道，入轨点成为远地点，其近地点过低，一旦低于100km，进入大气层，就会导致发射失败。

入轨点

如果入轨点的速度等于该点环绕速度，但方向发生偏离，轨道也将成为椭圆，入轨点既不是近地点也不是远地点，在这种情况下，无论速度方向片上还是偏下，近地点都将低于入轨点，方向偏得越多，低得就越多，导致发射失败的危险就越大。

2．椭圆轨道（常用于科学探测卫星）

发射椭圆轨道的方法同样是控制入轨点的速度。

入轨点的高度取近地点高度，也就是人造卫星在近地点入轨发射比较方便。 根据轨道的近地点和远地点的要求计算入轨速度。

3．地球同步轨道（零倾角，高度为35 800km ，最适合地面远距离通话、电视转播等通信卫星和导弹预警卫星）

地球同步卫星的发射比一般圆轨道和椭圆轨道要复杂，其发射过程可分为三步。

（1） 运载火箭将卫星送入初始轨道（地高度，轨道平面和赤道面有倾角，

一般在200km 左右），

（2） 当卫星经过赤道时，运载火箭再次工作，使其加速，进入一个远地

点为35800km 的椭圆轨道——转移轨道（非常扁，与赤道平面有倾

角），并与火箭分离

（3） 当卫星正好穿过赤道平面时，由卫星上的远地点发动机调整卫星的

速度，再次加速并同时调整方向（由于发动机推力所增加的速度与

卫星原有速度合成），使速度正好等于地球同步卫星所需环绕速度，

就可以使卫星进入地球同步轨道了

4．极地轨道

（优点是覆盖全球，侦查、导航、气象、测地、地球资源勘测等

应用大倾角的轨道和极地轨道）

七、失重的环境

长期的星际航行，必须在运周飞船上创造人工重力。例如，把飞船做成环形，让它绕中心旋转，在环的外壁上的人和物受到的力就相当于人工重力。

如果假定每分钟转N 次，环的直径为D ，这时，环外壁处的线速度为?

=60N D v π 向心加速度为：222)60

2(2)60(2N D ND D R v a ππ===（若D =60m ，N =6即可和地面上相似）

八、人造卫星的发射

这种发射方式是不现实的：沿水平方向发射，一下子给卫星一个第一宇宙速度。原因有三：空气阻力太大，火箭会在严酷的气动力加热条件下被烧为灰烬；不可能有这样的运输工具；目前，第一宇宙速度还不能在瞬息之间得到。

实际的发射，同时要考虑克服重力和大气阻力减少能量损失等问题。为了利用地球的自转，节省能量，航天发射一般都顺地球自转的方向向东发射。并且，发射时先让运输工具沿垂直方向慢慢上升一段，到一定的高度——空气比较稀薄了，在逐渐拐弯，在增加高度的同时，不断增加速度，奔向所需要的轨道。

我国人造卫星的种类、发射时间、用途和意义

我国人造卫星的种类 环绕地球飞行并在空间轨道运行一圈以上的无人航天器。简称人造地球卫星。人造卫星是发射数量最多，用途最广，发展最快的航天器。1957年10月4日苏联发射了世界上第一颗人造卫星。之后，美国、法国、日本也相继发射了人造卫星。中国于1970年4月24日发射了东方红1号人造卫星，到1992年底中国共发射33颗不同类型的人造卫星。 在人类发射的数千颗人造卫星中，90%以上是直接为国民经济和军事服务的卫星，称为应用卫星。此外，还有科学卫星和技术试验卫星。应用卫星按其用途可分为空间物理探测卫星、通信卫星、天文卫星、气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星等。 人造卫星一般由专用系统和保障系统组成。专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，也称为有效载荷。应用卫星的专用系统按卫星的各种用途包括：通信转发器，遥感器，导航设备等。科学卫星的专用系统则是各种空间物理探测、天文探测等仪器。技术试验卫星的专用系统则是各种新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料的试验设备。保障系统是指保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统，也称为服务系统。主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。对于返回卫星，则还有返回着陆系统。 人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈，不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所遥感的面积可达几万平方千米。 在卫星轨道高度达到35800千米，并沿地球赤道上空与地球自转同一方向飞行时，卫星绕地球旋转周期与地球自转周期完全相同，相对位置保持不变。此卫星在地球上看来是静止地挂在高空，称为地球静止轨道卫星，简称静止卫星，这种卫星可实现卫星与地面站之间的不间断的信息交换，并大大简化地面

天体运动与人造卫星知识点

精心整理天体运动与人造卫星 要点一宇宙速度的理解与计算 1．第一宇宙速度的推导 方法一：由G＝m得 v1＝＝m/s ＝ 2．四个比较 (1)同步卫星的周期、轨道平面、高度、线速度、角速度绕行方向均是固定不变的，常用于无线电通信，故又称通信卫星。

(2)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖。 (3)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9km/s。 (4)赤道上的物体随地球自转而做匀速圆周运动，由万有引力和地面支持力的合力充当向心力(或者说由万有引力的分力充当向心力)，它的运动规律不同于卫星，但 A 点和B，又因v1 (3)周期：设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行周期分别为T1、T2、T3，轨道半径分别为r1、r2(半长轴)、r3，由开普勒第三定律＝k可知T1＜T2＜T3。

[方法规律]卫星变轨的实质(1)当卫星的速度突然增加时，G＜m，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大，当卫星进入新的轨道稳定运行时由v＝可知其运行速度比原轨道时减小。 (2)当卫星的速度突然减小时，G＞m，即万有引力大于所需要的向心力，卫星将做近心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，当卫星进入新的轨道稳定运行时 由v ＋r2 1 ＝L 图4-5-6 (2)如图4-5-7所示，三颗质量相等的行星位于一正三角形的顶点处，都绕三角形的中心做圆周运动。每颗行星运行所需向心力都由其余两颗行星对其万有引力的合力来提供。 图4-5-7

×2×cos30°＝ma向 其中L＝2r cos30°。 三颗行星转动的方向相同，周期、角速度、线速度的大小相等。

高三物理二轮特色专项训练核心考点天体运动与人造卫星

高三物理二轮特色专项训练核心考点天体运动与人造卫星 「核心链接」 「命题猜想」 天体运动和人造卫星问题是高考命题旳热点，几乎每年都考，题型以选择题为主．预计2013年高考将从下列角度命题： 1．以天体旳匀速圆周运动为情景，考查天体质量、密度旳估算； 2．以卫星旳匀速圆周运动为情景，考查人造卫星旳轨道参量旳分析及第一宇宙速度旳计算； 3．“交会对接”中旳变轨问题及变轨过程中旳能量问题； 4．以计算题旳形式考查万有引力定律在双星、黑洞和天体发现及探索中旳应用． 「方法突破」 1．抓住两条主线 〔1〕地球表面附近万有引力与重力相等旳关系，即 G＝mg； 〔2〕万有引力与向心力相等旳关系，即G＝m＝m2r＝mω2r; 然后选择其中涉及旳物理量建立关系式．2．熟练掌握卫星旳线速度、角速度、周期与轨道半径旳关系推导． 3．知道第一宇宙速度等于近地卫星旳运行速度，是人造卫星旳最小发射速度． 4．注意双星、多星问题中，两星体距离与星体旳轨道半径一般不等；多星中任何一颗星体做圆周运动需要旳向心力等于其他所有星体万有引力旳合力． 5．在处理变轨问题时，要分清圆周轨道与椭圆轨道，弄清轨道上切点旳速度关系并根据机械能旳变化分析卫星旳运动情况． 「强化训练」 1．〔2012·高考广东卷〕如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上旳〔〕 A．动能大B．向心加速度大 C．运行周期长D．角速度小 2．〔2012·高考四川卷〕今年4月30日，西昌卫星发射中心发射旳中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8×107 m．它与另一颗同质量旳同步轨道卫星〔轨道半径为4.2×107 m〕相比〔〕 A．向心力较小 B．动能较大 C．发射速度都是第一宇宙速度 D．角速度较小 3．〔2012·湖北七市联考〕美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球旳、可适合居住旳行星——“开普勒226”，其直径约为地球旳2.4倍．至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星旳密度和地球相当，根据以上信息，估算该行星旳第一宇宙速度等于〔〕

人造卫星基本原理

人造卫星的基本原理 参考、摘录自——王冈 曹振国《人造卫星原理》 一、关于椭圆轨道 在地球引力的作用下，要使物体环绕地球作圆周运动，那么必须使得物体的速度达到第一宇宙速度。如果卫星所需的向心力恰好和其所受万有引力相等，则它将作圆周运动。若其所需向心力大于地球引力，这是物体的运动轨迹就变成椭圆轨道了。物体的速度比环绕速度（作圆周运动时的速度）大得越多，椭圆轨道就越“扁长”，直到达到第二宇宙速度，物体便沿抛物线轨道飞出地球引力场之外。 因为发射卫星和飞船时，入轨点的速度控制不可能绝对精确，速度大小的微小偏离，和速度方向与当地的地球水平方向间的微小偏差，都会使航天器的轨道不是圆形二是椭圆形，椭圆扁率取决于入轨点的速度大小和方向。 二、卫星运动轨道的几何描述 尽管开普勒定律阐明的是行星绕太阳的轨道运动，它们可以用于任意二体系统的运动，如地球和月亮，地球和人造卫星等。 假定地球中心O 在椭圆的一个焦点上 a ——椭圆的半长轴 b ——椭圆的半短轴 >11.2km/s-抛物线 >16.7km/s-双曲线

c e ——偏心率 a c e = P e ——近地点 A p ——远地点 P ——半通径)1(2 2 e a a b P -== Y w ——轴与椭圆交点的坐标 f ——真近点角，近地点和远地点之间连线与卫星向径之间的夹角 E ——偏近点角 只要知道了卫星运行的椭圆轨道的几个主要参数：a ，e 等，卫星在椭圆轨道上任一点（r ）处的速度就可以计算出来： )12( a r v - = μ 其中2μ=GM （地心万有引力常数） 椭圆轨道上任一点处的向径r 为：)cos 1(E e a r -= 近地点向径：)1(e a r p -= 远地点向径：)1(e a r A += 所以，近地点r 最小，卫星速度最大e e a v -+? = 112 μ 远地点r 最大，卫星速度最小e e a v +-? = 112 μ 卫星或飞船入轨点处的速度，通常就是近地点的速度，这个速度一般要比当地的环绕速度要大；而椭圆轨道上远地点速度则比当地的环绕速度要小。 圆形轨道可以看成椭圆轨道的特殊情况。即a=b=r ，所以 r GM r v = = 2 μ A

人造天体(卫星)的运动

专题：人造天体(卫星)的运动 万有引力及应用：与牛二及运动学公式 1思路(基本方法)：卫星或天体的运动看成匀速圆周运动, F 心=F 万 (类似原子模型) 2方法：F 引=G 2r Mm = F 心= m a 心= m ωm R v =2 2 R 地面附近：G 2R Mm = mg ?GM=gR 2 (黄金代换式) 轨道上正常转：G 2r Mm = m R v 2 ? r GM v = 【讨论(v 或E K )与r 关系，r 最小 时为地球半径， v 第一宇宙=7.9km/s (最大的运行速度、最小的发射速度)；T 最小=84.8min=1.4h 】 G 2r Mm =m 2ωr = m r T 224π ? M=2324GT r π ? T 2=2 324gR r π? 2T 3G πρ= （M= ρV 球 =ρ π3 4 r 3） s 球面=4πr 2 s=πr 2 (光的垂直有效面接收，球体推进辐射) s 球冠 =2πRh 3理解近地卫星：来历、意义 万有引力≈重力=向心力、 r 最小时为地球半径、 最大的运行速度=v 第一宇宙=7.9km/s (最小的发射速度)；T 最小=84.8min=1.4h 4同步卫星几个一定：三颗可实现全球通讯(南北极有盲区) 轨道为赤道平面 T=24h=86400s 离地高h=3.56ｘ104km(为地球半径的5.6倍) V=3.08km/s ﹤V 第一宇宙=7.9km/s ω=15o /h (地理上时区) a=0.23m/s 2 5运行速度与发射速度的区别 6卫星的能量：(类似原子模型) r 增?v 减小(E K 减小

四川省宜宾市一中高中物理《人造卫星宇宙速度》教学设计 教科版必修2

人造卫星 宇宙速度教学设计 课前预习： 1．第一宇宙速度是指卫星在__________绕地球做匀速圆周运动的速度，也是绕地球做匀 速圆周运动的____________速度．第一宇宙速度也是将卫星发射出去使其绕地球做圆周 运动所需要的________发射速度，其大小为________． 2．第二宇宙速度是指人造卫星不再绕地球运行，从地球表面发射所需的最小速度，其大 小为________． 3．第三宇宙速度是指使发射出去的卫星挣脱太阳________的束缚，飞到________外所需 要的最小发射速度，其大小为______． 4．人造地球卫星绕地球做圆周运动，其所受地球对它的______提供它做圆周运动的向心 力，则有：G Mm r 2＝________＝____________＝__________，由此可得v ＝_____________， ω＝____________，T ＝____________. 5．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其环绕速度可以是下列的哪些数据( ) A ．一定等于7.9 km/s B ．等于或小于7.9 km/s C ．一定大于7.9 km/s D ．介于7.9 km/s ～11.2 km/s 6．关于第一宇宙速度，以下叙述正确的是( ) A ．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B ．它是近地圆轨道上人造卫星运行的速度 C ．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D ．它是人造卫星发射时的最大速度 7．假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的2倍，且仍做圆周运动， 则下列说法正确的是( ) ①根据公式v ＝ωr 可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍 ②根据公式F ＝mv 2 r 可 知卫星所需的向心力将减小到原来的12 ③根据公式F ＝GMm r 2，可知地球提供的向心力 将减小到原来的1 4 ④根据上述②和③给出的公式，可知卫星运行的线速度将减小到原 来 的22 A ．①③ B ．②③ C ．②④ D ．③④ 课堂探究：（学生看书，讨论，做题，总结） 知识点一 第一宇宙速度 1．下列表述正确的是( ) A ．第一宇宙速度又叫环绕速度 B ．第一宇宙速度又叫脱离速度 C ．第一宇宙速度跟地球的质量无关 D ．第一宇宙速度跟地球的半径无关 2．恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半径 较小，一般在7～20 km ，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10 km ，密度为 1.2×1017 kg/m 3 ，那么该中子星上的第一宇宙速度约为( )

高考物理一轮：4.6《天体运动与人造卫星》教学案(含答案)

第6讲天体运动与人造卫星 考纲下载：1.环绕速度(Ⅱ) 2.第二宇宙速度和第三宇宙速度(Ⅰ) 主干知识·练中回扣——忆教材夯基提能 1．环绕速度 (1)第一宇宙速度又叫环绕速度，其数值为7.9 km/s。 (2)第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度。 (3)第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，也是人造卫星的最大环绕速度。 2．第二宇宙速度(脱离速度)：使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，其数值为11.2 km/s。 3．第三宇宙速度(逃逸速度)：使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，其数值为16.7 km/s。 巩固小练 1．判断正误 (1)第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度。(×) (2)第一宇宙速度的大小与地球质量有关。(√) (3)月球的第一宇宙速度也是7.9 km/s。(×) (4)若物体的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，则物体可绕太阳运行。(√) (5)同步卫星可以定点在北京市的正上方。(×) (6)不同的同步卫星的质量不同，但离地面的高度是相同的。(√) (7)地球同步卫星的运行速度一定小于地球的第一宇宙速度。(√) [宇宙速度] 2．[多选]我国已先后成功发射了“天宫一号”飞行器和“神舟八号”飞船，并成功地进行了对接试验，若“天宫一号”能在离地面约300 km高的圆轨道上正常运行，则下列说法中正确的是() A．“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度 B．对接前，“神舟八号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速 C．对接时，“神舟八号”与“天宫一号”的加速度大小相等 D．对接后，“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度 解析：选CD地球卫星的发射速度都大于第一宇宙速度，且小于第二宇宙速度，A错误；若“神舟八号”在与“天宫一号”同一轨道上点火加速，那么“神舟八号”的万有引力小于向心力，其将做离心运动，不可能实现对接，B错误；对接时，“神舟八号”与“天宫一号”必须在同一轨道上，根据a＝G M r2可知，它们的加速度大小相等，C正确；第一宇宙速度是地球卫星的最大运行速度，所以对接后，“天宫一号”的速度仍然要小于第一宇宙速度，D正确。 [人造卫星的运行规律] 3．[多选]在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，忽略地球自转影响，则() A．卫星运动的速度大小为2gR

卫星的大小分类

神舟太空集团信息，重量在1000Kg以下的人造卫星统称为“微小型卫星”，进一步可细分为：“小卫星”(smallsat)，重100～1000Kg；“微卫星” (microsat)，重10～100Kg；“纳卫星” (nanosat)，重1～10Kg；“皮卫星” (picosat)，重0.1～1Kg；“飞卫星” (femtosat)，重0.1Kg以下。英文词中的micro (微)、nano (纳)、pico (皮)和femto (飞)等，是国际单位制中用以表示十进制倍数的词头，其数值分别为10-6、10-9、10-12和10-15，这里只是借用来对微小型卫星按重量进行分类，并不具有其数值的实际含义。 微小型卫星体积小、重量轻、研制周期短、成本低、发射方式灵活，在军事上有较大的应用潜力，20世纪80年代中期以来受到越来越多国家的重视。美国已发射重量在几百千克以下的多种小卫星和重量不足10千克的试验型纳卫星和皮卫星；英国、瑞典也在2000年发射了纳卫星；法国、印度、阿根廷、智利、巴西、韩国、泰国、巴基斯坦等国已经有了自己的小卫星。此外，印度尼西亚、马来西亚、菲律宾等国及中国台湾地区正在与航天大国合作研制小卫星或微卫星。 微小型卫星目前主要用于通信、对地遥感、行星际探测、科学研究和技术试验，它的发展依然是受需求牵引和技术推动的制约。更广泛的应用需要在关键技术上有革命性的突破与创新。这些新技术主要包括电推进技术、多功能结构、微机电系统、一体化设计、先进的存储器与计算机软件技术以及轨道控制技术等。随着这些技术不断被攻克，微小型卫星必将成为一大类航天器，并作为大型航天器的补充，在军事、国民经济各部门得到广泛应用。 根据太空垃圾尺寸的大小，国际上把太空垃圾分为3类：尺寸＞10厘米的为大碎片，现在大概有2万多块，可被监测到；尺寸介于1～10厘米之间的为小碎片,现在大概有11万块；尺寸介于1毫米～1厘米之间的为微小碎片,现在大概有37万块。而尺寸不大于1毫米的碎片现在大概有几千万块。 多年来，科学家一直担心卫星有可能会撞上这些太空垃圾。一次撞击就有可能产生数千个垃圾，这些碎片存在摧毁其他卫星的潜在风险。轨道里大约有2.2万个尺寸足以让地面上的人进行追踪的物体，以及无数更小的垃圾，它们会对载人飞船和非常重要的人造卫星造成严重破坏。电视信号、天气预报、全球定位导航和国际电话连接均是存在撞击风险的一些服务项目。最近美国宇航局在一份报告中称，围绕在地球周围的太空垃圾的数量已经达到一个“临界点”。

2020届高三物理一轮复习课时作业：第四章 第5讲 天体运动与人造卫星

课时作业(十五) [基础题组] 一、单项选择题 1．人造地球卫星在绕地球做圆周运动的过程中，下列说法中正确的是( ) A ．卫星离地球越远，角速度越大 B ．同一圆轨道上运行的两颗卫星，线速度大小一定相同 C ．一切卫星运行的瞬时速度都大于7.9 km/s D ．地球同步卫星可以在以地心为圆心、离地高度为固定值的一切圆轨道上运动 解析：卫星所受的万有引力提供向心力，则G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ，可知r 越大，角速度 越小，r 一定，线速度大小一定，A 错误，B 正确；7.9 km/s 是地球卫星的最大环绕速度，C 错误；因为地球会自转，同步卫星只能在赤道上方的圆轨道上运动，D 错误． 答案：B 2．(2019·河北石家庄模拟)如图所示，人造卫星A 、B 在同一平面内绕地心O 做匀速圆周运动，已知AB 连线与AO 连线间的夹角最大为θ，则卫星A 、B 的线速度之比为( ) A ．sin θ B.1sin θ C.sin θ D. 1sin θ 解析：由题图可知，当AB 连线与B 所在的圆周相切时，AB 连线与AO 连线的夹角θ最大，由几何关系可知，sin θ＝r B r A ；根据G Mm r 2＝m v 2r 可知，v ＝ GM r ，故v A v B ＝r B r A ＝sin θ，选项C 正确． 答案：C 3.(2019·天津模拟)中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统．预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a 、b 、c 三颗卫星均做圆周运动，a 是地球同步卫星，则( )

3.《人造卫星 宇宙速度》教案

4．人造卫星宇宙速度 【教学目标】 1．知识与技能 （1）简单了解航天发展史，了解人造卫星的有关知识 （2）分析人造卫星的运动规律，能用所学知识求解卫星基本问题。 （3）掌握三个宇宙速度的物理意义，会推导第一宇宙速度 2．过程与方法 （1）培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力 （42）学习科学的思维方法，培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。 3．情感态度与价值观 介绍世界及我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。 【教学重点】 1、对宇宙速度的理解，第一宇宙速度的推导。 2、根据万有引力提供人造卫星做圆周运动的向心力的进行相关计算 【教学难点】 对运行速度及发射速度的理解与区分。学习本节要注意抓住人造卫星运动特点，结合圆周运动知识及万有引力定律进行综合分析。 【教学方法】 把握几个典型问题，掌握解决问题的一般方法 【教学过程】 第一课时 一、引入课题 仰望星空，浩瀚的宇宙苍穹给人以无限遐想，千百年来，人类一直向往能插上翅膀飞出地球，去探索宇宙的奥秘，李白的“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”是怎样的一种豪情？到今天这一梦想实现了吗？ 世界上第一颗人造卫星的发射，揭开了人类探索宇宙的新篇章。 二、新课 1．简介人造卫星的发展史 世界上第一颗人造卫星是哪一年由哪一国家发射的？我国哪一年发射了自己的人造卫星？迄今我国共发射了多少颗人造卫星？（从1970年4月24日东方红一号的成功发射，到2007年10月24日嫦娥一号发射，我国发射人造卫星和其他探测器60多个，他们分别在通信，气象，探测，导航等多个领域发挥着重要作用） 通过展示图片介绍我国发射人造卫星的基本情况，包括数量，种类，用途。 2．人造卫星的规律 （1）定性分析人造卫星的运行规律 问：现在我们地球上空有这么多卫星，他们运行的速度一样吗？他们是怎样被发射升空的？ 观察：我国目前发射的部分卫星的运行规律的数据(见下表)： 思考：（1）不同卫星的其运行轨道相同吗？ （2）不同的卫星运行时有什么规律？ （3）你能试着用你学过的知识解释为什么有这样的规律吗？ 教师引导学生讨论发现规律：

人造卫星的分类及主要用途

人造卫星的分类及主要用途 自从牛顿发现万有引力定律，并设想在高山上水平抛出物体，当速度大到一定程度时，物体就不会落回地面，成为一颗人造卫星，300多年过去后，他的这一理论得到了证实，在地球上方发射了各种各样的人造卫星。 一、人造卫星的分类。 1、按用途分：科学探测和研究的科学卫星，包括空间物理探测卫星和天文卫星等；试验卫星，包括进行航天新技术试验或者是为应用类卫星进行试验的卫星；应用卫星，包括通信卫星、气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星、导航卫星等， 2、按轨道的高低分：低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道、大椭圆轨道和极地轨道７大类。 3、按运行轨道划分： 顺行轨道：顺行轨道的特点是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90度。卫星地面较近，高度仅为数百公里，故又将其称为近地轨道。我国用长征一、二号、风暴一号两种运载火箭发射的8颗科学技术试验卫星， 17颗返回式遥感卫星，神州号试验飞船，都是用顺行轨道。 逆行轨道：逆行轨道的特征是轨道倾角大于90度。欲把卫星送入这种轨道运行，运载火箭需要朝西南方向发射。不仅无法利用地球自转的部分速度，而且还要付出额外能量克服地球自转。因此，除了太阳同步轨道外，一般都不利用这类轨道。 赤道轨道：赤道轨道的特点是轨道倾角为0度，卫星在赤道上空运行。这种轨道有无数条，但其中的一条地球静止同步轨道具有特殊的重要地位。世界上主要的通信卫星都分布在这条轨道上。我国用长征三号火箭先后发射了1颗试验卫星、5颗东方红二号系列通信卫星、2颗风云二号气象卫星、用长征三号甲火箭发射了1颗实践四号探测卫星、2两颗东方红三号通信卫星、1颗中星22号通信卫星都在这一轨道上。 极地轨道：就卫星轨道类型来说，还有一种轨道倾角为90度的极地轨道。它是因轨道平面通过地球南北两极而得名。在这种轨道上运行的卫星可以飞经地球上任何地区上空。我国长征二号丙改进型火箭以1箭双星的方式6次从太原起飞，把12颗美国铱星送入太空，就属于这种发射方式。

人教版天体运动与人造卫星(重点高中)单元测试

（十六） 天体运动与人造卫星 ［A 级一一保分题目巧做快做］ 1.［多选］（2017江苏高考）“天舟一号”货运飞船于 2017年4月20日在文昌航天发射 中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约 380 km 的圆轨道上飞行，则其（） A ?角速度小于地球自转角速度 B .线速度小于第一宇宙速度 C ?周期小于地球自转周期 D .向心加速度小于地面的重力加速度 解析：选BCD “天舟一号”在距地面约380 km 的圆轨道上飞行时，由 = mo 2 r 可知，半径越小，角速度越大，则其角速度大于同步卫星的角速度，即大于地球自转的角 速度，A 项错误；由于第一宇宙速度是最大环绕速度，因此 “天舟一号”在圆轨道的线速 度小于第一宇宙速度， B 项正确；由T = 可知，“天舟一号”的周期小于地球自转周期， o g , D 项正确。 2.［多选］（2017全国卷n ）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动， P 为近日点，Q 为远日 点，M 、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为 T 。。若只考虑海王 亠： " 星和太阳之间的相互作用，则海王星在从 P 经M 、Q 到N 的运动过 * ' 一丄十「” 程中（） A ?从P 到M 所用的时间等于T 0 4 B .从Q 到N 阶段，机械能逐渐变大 C ?从P 到Q 阶段，速率逐渐变小 D ?从M 到N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功 解析：选CD 在海王星从P 到Q 的运动过程中，由于引力与速度的夹角大于 90°因 此引力做负功，根据动能定理可知，速度越来越小， C 项正确；海王星从 P 到M 的时间小 于从M 到Q 的时间，因此从 P 到M 的时间小于 严，A 项错误；由于海王星运动过程中只 4 受到太阳引力作用，引力做功不改变海王星的机械能，即从 Q 到N 的运动过程中海王星的 机械能守恒，B 项错误；从M 到Q 的运动过程中引力与速度的夹角大于 90°因此引力做 C 项正确；由 Mm G-R 2 = mg , Mm G 2 = R +h ma 可知，向心加速度 a 小于地球表面的重力加速度

人造地球卫星知识点解析

人造地球卫星知识点解析 一、难点形成原因： 卫星问题是高中物理内容中的牛顿运动定律、运动学基本规律、能量守恒定律、万有引力定律甚至还有电磁学规律的综合应用。其之所以成为高中物理教学难点之一，不外乎有以下几个方面的原因。 1、不能正确建立卫星的物理模型而导致认知负迁移 由于高中学生认知心理的局限性以及由牛顿运动定律研究地面物体运动到由天体运动规律研究卫星问题的跨度，使其对卫星、飞船、空间站、航天飞机等天体物体绕地球运转以及对地球表面物体随地球自转的运动学特点、受力情形的动力学特点分辩不清，无法建立卫星或天体的匀速圆周运动的物理学模型（包括过程模型和状态模型），解题时自然不自然界的受制于旧有的运动学思路方法，导致认知的负迁移，出现分析与判断的失误。 2、不能正确区分卫星种类导致理解混淆 人造卫星按运行轨道可分为低轨道卫星、中高轨道卫星、地球同步轨道卫星、地球静止卫星、太阳同步轨道卫星、大椭圆轨道卫星和极轨道卫星；按科学用途可分为气象卫星、通讯卫星、侦察卫星、科学卫星、应用卫星和技术试验卫星。。。。。。由于不同称谓的卫星对应不同的规律与状态，而学生对这些分类名称与所学教材中的卫星知识又不能吻合对应，因而导致理解与应用上的错误。 3、不能正确理解物理意义导致概念错误 卫星问题中有诸多的名词与概念，如，卫星、双星、行星、恒星、黑洞；月球、地球、土星、火星、太阳；卫星的轨道半径、卫星的自身半径；卫星的公转周期、卫星的自转周期；卫星的向心加速度、卫星所在轨道的重力加速度、地球表面上的重力加速度；卫星的追赶、对接、变轨、喷气、同步、发射、环绕等问题。。。。。。因为不清楚卫星问题涉及到的诸多概念的含义，时常导致读题、审题、求解过程中概念错乱的错误。 4、不能正确分析受力导致规律应用错乱 由于高一时期所学物体受力分析的知识欠缺不全和疏于深化理解，牛顿运动定律、圆周运动规律、曲线运动知识的不熟悉甚至于淡忘，以至于不能将这些知识迁移并应用于卫星运行原理的分析，无法建立正确的分析思路，导致公式、规律的胡乱套用，其解题错误也就在所难免。 5、不能全面把握卫星问题的知识体系，以致于无法正确区分类近知识点的不同。如，开普勒行星运动规律与万有引力定律的不同；赤道物体随地球自转的向心加速度与同步卫星环绕地球运行的向心加速度的不同；月球绕地球运动的向心加速度与月球轨道上的重力加速度的不同；卫星绕地球运动的向心加速度与切向加速度的不同；卫星的运行速度与发射速度的不同；由万有引力、重力、向心力构成的三个等量关系式的不同；天体的自身半径与卫星的轨道半径的不同；两个天体之间的距离Ｌ与某一天体的运行轨道半径ｒ的不同。。。。。。只有明确的把握这些类近而相关的知识点的异同时才能正确的分析求解卫星问题。 二、难点突破策略： （一）明确卫星的概念与适用的规律： 1、卫星的概念： 由人类制作并发射到太空中、能环绕地球在空间轨道上运行（至少一圈）、用于科研应用的无人或载人航天器，简称人造卫星。高中物理的学习过程中要将其抽象为一个能环绕地球做圆周运动的物体。

微专题22 人造卫星运行规律分析

[方法点拨] (1)由v ＝ GM r 得出的速度是卫星在圆形轨道上运行时的速度，而发射航天器的发射速度要符合三个宇宙速度．(2)做圆周运动的卫星的向心力由地球对它的万有引力提供，并指向它们轨道的圆心——地心．(3)在赤道上随地球自转的物体不是卫星，它随地球自转所需向心力由万有引力和地面支持力的合力提供． 1．(运行基本规律)人造地球卫星在绕地球做圆周运动的过程中，下列说法中正确的是( ) A ．卫星离地球越远，角速度越大 B ．同一圆轨道上运行的两颗卫星，线速度大小一定相同 C ．一切地球卫星运行的瞬时速度都大于7.9 km/s D ．地球同步卫星可以在以地心为圆心、离地高度为固定值的一切圆轨道上运动 2．(同步卫星运行规律)某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为12 h ．该卫星与地球同步卫星比较，下列说法正确的是( ) A ．线速度之比为3 4∶1 B ．向心加速度之比为4∶1 C ．轨道半径之比为1∶3 4 D ．角速度之比为1∶2 3．(卫星运行参量分析)暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命．为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星．已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t (t 小于其运动周期)，运动的弧长为s ，与地球中心连线扫过的角度为β(弧度)，引力常量为G ，则下列说法中正确的是( ) A ．“悟空”的线速度大于第一宇宙速度 B ．“悟空”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度 C ．“悟空”的环绕周期为2πt β

D ．“悟空”的质量为s 3 Gt 2β 4．(卫星与地面物体比较)“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料．设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n 倍，下列说法中正确的是( ) A ．同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的1 n 倍 B ．同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的1 n 倍 C ．同步卫星运行速度是近地卫星运行速度的1 n 倍 D ．同步卫星运行速度是近地卫星运行速度的 1n 倍 5．一颗人造卫星在如图1所示的轨道上绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为4.8小时．某时刻卫星正好经过赤道上A 点正上方，则下列说法正确的是( ) A ．该卫星和同步卫星的轨道半径之比为1∶5 图1 B ．该卫星和同步卫星的运行速度之比为1∶35 C ．由题中条件和引力常量可求出该卫星的轨道半径 D ．该时刻后的一昼夜时间内，卫星经过A 点正上方2次 6．(多选)假设地球同步卫星绕地球运行的轨道半径是地球半径的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由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 ．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 7．(多选)欧洲航天局(ESA)计划于2022年发射一颗专门用来研究光合作用的卫星“荧光探测器”．已知地球的半径为R ，引力常量为G ，假设这颗卫星在距地球表面高度为h (h ＜R )的轨道上做匀速圆周运动，运行的周期为T ，则下列说法中正确的是( )

人造卫星

太空千里眼抗震显身手 ——人造卫星 之前我们已经了解了什么是载人航天，什么是航天器，其中，我们最熟悉的航天器应该就是人造卫星了。人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器，其发射数量约占航天器发射总数的90%以上。那么，什么是人造卫星呢？人造卫星有哪些特征，又有 哪些用途呢？让我们一起携手，从了解卫星开始。 卫星分天然卫星和人造卫星。天然卫星是指环绕行星运转的星球，而行星又环绕着恒星运转。就比如在太阳系中，太阳是恒星，地球及其它行星环绕太阳运转，月亮、土卫一、天卫一等星球则环绕着地球及其它行星运转，这些星球就叫做行星的天然卫星。 人造卫星按用途来讲可以分为三类，一个是科学卫星，一个是实验卫星，第三个是应用卫星。人造地球卫星按运行轨道可分为低轨道卫星、中高轨道卫星和轨道高度约为 36000 卡通人造卫星（https://www.wendangku.net/doc/985987307.html, ） 卫星的分类 太阳系（https://www.wendangku.net/doc/985987307.html, ）

千米的地球静止轨道卫星。 月亮是地球的天然卫星。月球在绕地球转时，受离心力的作用。因为月球绕地球的运转所产生的离心力刚好与地球的引力相当，使得月球既无法挣脱地球的引力，也不会被地球“吸过去”。而关于月亮是不是地球唯一的天然 卫星，或者是不是从一开始就是地球的卫星，到现在为止，还有很多争议。2002年10月，科学家曾发现一颗命名为“2002 AA29”的小行星，其直径大约60米，因受地球和太阳的共同作用力而与地球运行的轨道非常接近。科学家预计600年后这颗小行星才有可能像月球一样围绕地球飞行，成为一颗遥远的“准卫星”。另外，2003年，美国天文学家发现了一颗“准卫星”，一颗环绕太阳飞行并围绕地球旋转的小行星。科学家将其命名为：“2003 YN107”。这就意味着，地球可能并非只有一个真正的天然卫星。 人造卫星是人造地球卫星的简称。用运载火箭发射到高空并使其沿着一定轨道环绕地球运行的宇宙飞行器。卫星的外貌千姿百态，有球形、多面形、圆柱形、棱柱形，还有像哑铃、皇冠、蝴蝶和大鹏等形状的。人造地球卫星具有对地球进行全方位观测的能力，其 最大特点是居高临下，俯视面大。一颗运行在赤道上空轨道的卫星可以覆盖地球表面 1.63 ——小知识 天然卫星 人造卫星 人造卫星（https://www.wendangku.net/doc/985987307.html, ）

天体运动与人造卫星运动的两个基本模型

天体运动与人造卫星运动的两个基本模型 随着我国探月卫星的成功发射以及天宫一号与神舟八号的成功对接，显示了我国在空间探索方面的强大实力，极大地增强了中国人的民族自豪感。天体及卫星的运动问题也是高考的热点问题，从近几年全国各地的高考试题来看，透彻理解两个基本模型是关键。 一、环绕模型 环绕模型的基本思路是：①把天体、卫星的环绕运动近似看做是匀速圆周运动；②万有 引力提供天体、卫星做圆周运动的向心力：G Mm r 2＝m v 2r ＝m ω2r ＝m ? ?? ??2πT 2r ＝m(2πf)2r= ma 其中r 指圆周运动的轨道半径；③在地球表面，若不考虑地球自转，万有引力等于重力：由 G Mm R 2＝mg 可得天体质量M ＝R 2g G ，这往往是题目中重要的隐含条件。 1、围绕一个中心天体运转 例一：用m 表示同步卫星的质量，h 表示它离地面的高度，表示地球半径，表示地球表面处的重力加速度， 表示地球的自转的角速度，则通讯卫星受到地球对它的万有引力 大小为 A. B. C. D. 分析：依万有引力定律公式，其中，所以，选项A 错误，选项B 正确。因为万有引力提供向心力，所以 ，故选项D 正确。同步 卫星距地心为，则有，其中，解得 ，又，代入整理得 ，选项C 正确。 点评：解答此类问题应牢记两条线索：一是围绕星球旋转的物体，根据万有引力等于向心力列方程；二是静止在星球表面上的物体，根据万有引力等于重力列方程。 2、围绕两个中心天体运转 例二：已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为 A ．6小时 B ．12小时 C ．24小时 D ．36小时 分析：设地球或行星的半径为r ，根据万有引力提供向心力，对地球或行星的同步卫星 有G Mm r ＋h 2＝m ? ?? ??2πT 2(r ＋h)，M ＝ρ43πr 3，得T ＝ 3πr ＋h 3G ρr 3，有T 1T 2＝ r 1＋h 13r 3 2ρ2r 2＋h 23r 31ρ1 ，其中T 1＝24 h ，h 1＝6r 1，h 2＝2.5r 2，ρ1＝2ρ2，代入上式得T 2＝12 h 点评：两个天体的同步卫星运动遵循相同的规律，解决这类问题的关键是写出待求量的通式，然后根据比例关系求解。

人造卫星问题专题

人造卫星问题专题 一. 教学容： 人造卫星问题专题 二. 学习目标： 1、掌握人造卫星的力学及运动特点。 2、掌握地球同步卫星的特点及相关的题目类型。 3、强化对于人造卫星问题中典型题型的相关解法。 考点地位： 人造卫星问题是万有引力定律应用部分的难点问题，是近几年高考命题的热点，这部分容综合性很强，从高考出题形式上分析，突出了对于卫星的发射、运转、回收等多方面的考查，人造卫星问题中涉及到的同步卫星的定位，人造卫星问题中的超重失重问题，人造卫星与地理知识与现代科技知识的综合问题，都是近几年高考考查的热点问题，2007年全国各地的高考题目中，2007年单科卷第16题是以大型计算题目形式出现的，2007年天津理综卷的第17题理综卷的第17题均以绕月探测工程为物理背景以选择题形式出现。 三. 重难点解析： 1. 人造地球卫星的发射速度 对于人造地球卫星，由，得，这一速度是人造地球卫星在轨道上的运行速度，其大小随轨道半径的增大而减小，但是，由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力做功，所以将卫星发射到距地球越远的轨道，在地面上所需的发射速度就越大。 2. 人造卫星的运行速度、角速度、周期与半径的关系 根据万有引力提供向心力，则有 （1）由，得，即人造卫星的运行速度与轨道半径的平方根成反比，所以半径越大（即卫星离地面越高），线速度越小。 （2）由，得，即，故半径越大，角速度越小。 （3）由，得，即，所以半径越大，周期越长，发射人造地球卫星的最小周期约为85分钟。 3. 人造卫星的发射速度和运行速度（环绕速度） （1）发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度，并且一旦发射后就再也没有补充能量，被发射物仅依靠自身的初动能克服地球引力做功上升一定高度，进入运动轨道（注意：发射速度不是应用多级运载火箭发射时，被发射物离开地面发射装置的初速度）。

中国发射第一颗人造卫星的意义 及卫星的分类知识

中国发射第一颗人造卫星的意义 “东方红一号”卫星的发射成功，标志着我国成为当时世界上第五个独立自主研制和发射人造地球卫星的国家。其发射的成功，使中国多级火箭技术取得了研制和试验方面的突破，为“东方红一号”人造地球卫星的成功发射打下了坚实的基础，创造了良好的条件。 “东方红一号”卫星的发射成功使中国成为世界上继苏联、美国、法国和日本之后第五个完全依靠自己的力量成功发射人造卫星的国家。虽比它苏联发射第一颗人造卫星“斯普特尼克一号”晚了13年，它的质量超过了前四个国家第一颗卫星质量的总和。从此中国正式加入了“太空俱乐部”，发射成功后，钱学森向中央提出中国应该发展载人航天，并提交发展中国载人航天事业的报告，得毛泽东亲笔批示“同意”。东方红一号卫星，反映着当时我国的经济、科技、社会和军事能力发展水平，是国家综合国力的重要标志，是影响国际关系格局的重要因素，是促进经济和科技进步的重要手段，对于增强民族自豪感和凝聚力具有重要作用。东方红一号卫星上天，在许多国家引起了强烈反响，国外纷纷发表评论指出，这颗卫星发射成功，“体现了中国一直在依靠自己的力量为人类的幸福和进步进行宇宙开发”，“表明中国的科学技术和工业进步达到新高度”，“是中国科学技术和工艺方面取得的突出成就”，“中国掌握了先进火箭技术和制造出大型火箭的技能”。东方红一号卫星是全国各族人民在中国共产党领导下艰苦奋斗的结晶，是中国工人阶级、解放军、知识分子的杰出贡献。

“东方红一号”的发射成功,为中国航天技术的发展打下了极为坚实的根基,带动了中国航天工业的兴起,使中国的航天技术与世界航天技术前沿保持同步,标志着新中国进入了航天时代。 我国人造卫星的种类 环绕地球飞行并在空间轨道运行一圈以上的无人航天器。简称人造地球卫星。人造卫星是发射数量最多，用途最广，发展最快的航天器。 在人类发射的数千颗人造卫星中，90%以上是直接为国民经济和军事服务的卫星，称为应用卫星。此外，还有科学卫星和技术试验卫星。应用卫星按其用途可分为空间物理探测卫星、通信卫星、天文卫星、气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星等。在人类发射的数千颗人造卫星中，90%以上是直接为国民经济和军事服务的卫星，称为应用卫星。此外，还有科学卫星和技术试验卫星。应用卫星按其用途可分为空间物理探测卫星、通信卫星、天文卫星、气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星等。 我国人造卫星的发射时间、用途和意义

高中物理知识点整合 人造地球卫星的分类素材

人造地球卫星的分类 人造卫星的分类，可以安装用途，运行轨道等分来，不过在我们高中物理中更加侧重对人造卫星运行轨道的研究，所以，我们就按照卫星的运行方式给予分类（1）、地球同步卫星： ①、同步卫星的概念：所谓地球同步卫星，是指相对于地球静止、处在特定高度的轨道上、具有特定速度且与地球具有相同周期、相同角速度的卫星的一种。 ②、同步卫星的特性： 不快不慢------具有特定的运行线速度（V=3100m/s）、特定的角速度（ω=7.26x10-5ra d/s ）和特定的周期（T=24小时）。 不高不低------具有特定的位置高度和轨道半径，高度H=3.58 x107m, 轨道半径r=4.22 x107m. 不偏不倚------同步卫星的运行轨道平面必须处于地球赤道平面上，轨道中心与地心重合，只能‘静止’在赤道上方的特定的点上。 证明如下： 如图4-1所示，假设卫星在轨道A上跟着地球的自转同步地匀速圆周运动，卫星运 动的向心力来自地球对它的引力Ｆ 引，Ｆ 引 中除用来作向心力的Ｆ 1 外，还有另一分力 Ｆ 2，由于Ｆ 2 的作用将使卫星运行轨道靠向赤道，只有赤道上空，同步卫星才可能 在稳定的轨道上运行。 由得 ∴h=R-R 地 是一个定值。(h是同步卫星距离地面的高度) 因此，同步卫星一定具有特定的位置高度和轨道半径。 = 3 \* GB3 ③、同步卫星的科学应用： 同步卫星一般应用于通讯与气象预报，高中物理中出现的通讯卫星与气象卫星一般是指同步卫星。 （2）、一般卫星：

①、定义： 一般卫星指的是，能围绕地球做圆周运动，其轨道半径、轨道平面、运行速度、运行周期各不相同的一些卫星。 ②、、卫星绕行速度与半径的关系： 由得：即(r越大v越小) ③、、卫星绕行角速度与半径的关系： 由得：即；（r越大ω越小） ④、、卫星绕行周期与半径的关系： 由得：即（r越大Ｔ越大）， （3）双星问题 两颗靠得很近的、质量可以相比的、相互绕着两者连线上某点做匀速圆周运的星体，叫做双星．双星中两颗子星相互绕着旋转可看作匀速圆周运动，其向心力由两恒星间的万有引力提供．由于引力的作用是相互的，所以两子星做圆周运动的向心力大小是相等的，因两子星绕着连线上的一点做圆周运动，所以它们的运动周期是相等的，角速度也是相等的，线速度与两子星的轨道半径成正比．