近地卫星和地球同步卫星.

问题： 同步卫 星的可 能轨道?
地心
F1 F2
F
o
地球同步卫星 的实际轨道
地 轴
地心o
F
地球同步卫星的实际轨道为赤道 平面上离地面高度一定的圆轨道
地球同步卫星特点
• 4、运行轨道一定： • 同步卫星的轨道平面在赤道平面上，即所 有的同步卫星都在赤道的正上方。 • 5、离地面的高度固定不变：
GMm 4 m 2 ( R h) 2 （R h） T
2
2 GMT h3 R 5.6R 2 4
地球同步卫星特点
• 6、环绕速度一定：
GMm v m 2 （R h） R h
• 7、向心加速度大小一定：
2
v
GM Rh
a r，一定，a一定。
2
思考：
多少颗同步卫星即可覆盖全球呢？
为了卫星之间不互相干扰，大约3° 左右才能放置1颗，这样地球的Biblioteka Baidu步卫星 最多只能有120颗。可见，空间位置也是 一种资源。
地球同步卫星特点
• 1、运行方向一定： 同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。 • 2、周期一定： 同步卫星在赤道上空相对地球静止，它绕地 球的运动与地球自转同步，它的运动周期就等于 地球自转的周期，即T=24h. • 3、角速度一定： 同步卫星绕地球运动的角速度等于地球自转 的角速度。
提问：
我国北京的上空有没有地球同步 卫星？
近地卫星、同步卫星和赤道上物体运动的比较
3、角速度： 同步卫星与赤道上物体的运行角速度相 同 同 赤 ，由于r同>R近，所以 同 近
同 赤 近
• 4、向心加速度： 由r同>R近，r越大，a越小可知，a近>a同。 2 a r，r同>r赤可知，a同>a赤。 由 所以有a近>a同>a赤
巩固与练习
（2011· 北京）由于通讯和广播等方面的需要， 许多国家发射了地球同步卫星，这些卫星的： A.质量可以不同 B.轨道半径可以不同 C.轨道平面可以不同 D.速率可以不同 答案：A
（08年山东卷）据报道，我国数据中继卫星“天链一 号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射 升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东 经77 赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链 一号01星”，下列说法正确的是： A.运行速度大于7.9 km/s B.离地面高度一定，相对地面静止
C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小
相等
答案：BC
近地卫星、同步卫星和赤道上物体运动的比较
• 1、轨道半径： • 近地卫星和赤道上物体的轨道半径相同，同步 卫星的轨道半径较大，r同>R近=r赤。 • 2、运行周期： • 同步卫星与赤道上物体的运行周期相同T同=T赤。 由于r同>R近（r越大，T越大），所以T同>T近。 所以有T同=T赤>T近。
• 卫星在轨道上运行时，卫星的轨道可视为圆形， 这样卫星受到的万有引力提供卫星做匀速圆周运 动的向心力。 GM a （r越大，a越小）
ma
2
r2
v m GMm R 2
GM v r
（r越大，v越小） （r越大， 越小）
r
4 m 2 r T
2
m r
2
GM r3
r3 T 2 （r越大，T越大） GM
人造卫星的运行规律
• （1）人造卫星运行时的a、v、 、T由地球 质量和轨道半径决定。 • （2）同一轨道的不同卫星具有相同的a、 v、 、T。 • （3）人造卫星处于完全失重状态。
一、地球同步卫星
这种卫星绕地球运动的角 速度与地球自转的角速度相同， 具有与地球自转相同的周期， 相对于地面静止，所以从地面 上看，它总在某地的正上方， 因此叫地球同步卫星。
近地卫星 和 地球同步卫星
复习：三大宇宙速度
1
• 第一宇宙速度：最小发射速度，最大环绕速度。 • （环绕速度） v =7.9km/s • 第二宇宙速度：脱离地球的引力束缚 • （脱离速度） v2=11.2km/s
• 第三宇宙速度：挣脱太阳引力的束缚 • （逃逸速度） v3=16.7km/s
v3=16.7km/s（逃到太阳系外） 11.2km/s<v<16.7km/s(脱离地球束缚， 成为太阳系的一颗“小行星”) v2=11.2km/s（脱离地球引力）
地球
v1=7.9km/s
7.9km/s<v<11.2km/s（绕地球做椭圆运动）
近地卫星
• 近地卫星的运行轨道半径等于地球半径， 卫星做匀速圆周运动的向心力是由地球 对卫星的万有引力提供的。
• 近地卫星的运行速度为第一宇宙速度。
GMm v m mg 2 R R
2
GM v R
v gR
人造卫星的运行规律