宇宙航行(知识梳理).docx

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宇宙航行
【学习目标】

（或天体）的卫星各物理量的关系
，了解三种宇宙速度

【要点梳理】
要点一、天体问题
，知r
GMT
由
2
mr
42
，由于T一定，所以r不变，而r＝R+h，h为离地面的高度，
r
T
3
GMT2
R，又GM
gR
2
，代入数据
2
4
h
2
T＝24h＝86400s，g＝，R＝
6400km，得h＝×10km．
4
也就是说，同步卫星必须定位于赤道的正上方，离地面的高度约为
×104km．
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(6)同步卫星的环绕速度大小一定：设其运行速度为 v，由于
则v
GM
gR2

(
106)2

3
2
Rh
Rh

6
7m/s
m/s
10

三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球．(两极有部分盲区)
要点五、地球同步卫星与赤道上随地球做圆周运动的物体以及人造卫星的区别与联系要点诠释：
1）地球同步卫星与赤道上随地球做圆周运动的物体相当于同轴转动的物体，它们的角速度相同，周期
相同，线速度关系遵循 v r的关系；
2）地球同步卫星与人造卫星同属于地球卫星，它们之间的关系遵循天体运动所需的向心力由万有引力提供，符合的公式是：
a
GM
v
GM
r2，r越大a越小；
r
，r越大v越小
GM
，r越大
越小；
T
4
2r
3
r3
GM
，r越大T越大
要点六、卫星的稳定运行与变轨问题
要点诠释：
mv2
当卫星的速度突然增加时， F ，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离原
r
GM
来的圆轨道，轨道半径变大，但卫星一旦进入新的轨道运行，由 v 知，其运行速度要减小。
r
mv2
当卫星的速度突然减小时， F ，即万有引力大于卫星所需的向心力， 卫星将做向心运动， 脱
r
GM
离原来的圆轨道，轨道半径变小，但卫星一旦进入新的轨道运行，由 v 知，其运行速度要增加。
r
由此，要想使卫星进入更高一级轨道，就要加速；反之要减速。
【典型例题】
类型一、卫星运行的规律
例1、可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道（ ）
A．与地球表面上某一纬线 (非赤道)是共面的同心圆
B．与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆
C．与地球表面上赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的
．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球是运动的【答案】C、D
【解析】人造地球卫星飞行时，由于地球对卫星的引力作为它做圆周运动的向心力，而这个力的方向必定指向圆心，即指向地心，即所有无动力的卫星其轨道圆的圆心一定要和地球的中心重合，不