同步卫星及变轨

h=3.6×107m
r=4.2×107m v=3km/s T=24h
h≈0 r=6.4×106m v=7.9km/s T=84分钟
普通高中课程标准实验教科书 必修2
人造地球卫星的
变轨问题
人造地球卫星的变轨
Main Idea
神五发射
卫星发射的轨迹
向 高 轨 道 变 轨
飞船和空间站的对接
宇宙飞船和空间站在同一轨道 上运行，若飞船想与前面的空间站 对接，飞船为了追上空间站，可以 采取的方法是( B ) A.飞船加速直到追上空间站，完成对接 B.飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速 追上空间站完成对接 C.飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站 完成对接 D.无论飞船如何采取何种措施，均不能与空间 站对接
Main Idea
A
v2
卫星的变轨
v4
试比较下列各处速度和加速度的大小 v2>v1 v3 v4>v3 v > v > v > v 2 1 4 3 B v1>v4
v1
a1 = a2> a3 = a4
已知小圆半径为R,周期 为T,大圆半径为r,你能 求出卫星从A运动到B的 时间吗？ 3
R3 T2 Rr 2 2 2TAB
GM 的角速度 2 2 地 m卫 由 m卫 ( ) (R 地 h) 2 (R 地③轨道一定：轨道平面一定在赤道平面内， h) T 3 同步卫星在赤道正上方一定高度处，轨道离 GM 地T 2 4 地高度 h=36000km 解得h R 地 3.6 10 km 2 4 ④线速度一定：线速度大小 v=3.08km/s
2．某同学通过直播得知“神舟”六号在圆轨道上运转 一圈的时间小于24小时，由此他将其与同步卫星进行比 较而得出以下结论，其中正确的是（ AD） A.“神舟”六号运行的向心加速度大于同步卫星的 向心加速度
B.“神舟”六号在圆轨道上的运行速率小于同步卫 星的速率 C.“神舟”六号在圆轨道上的运行角速度小于同步 卫星的角速度 D.“神舟”六号运行时离地面的高度小于同步卫星 的高度
同步卫星
地球同步卫星
地球同步卫星，是指在赤道平面内，相对于地面
静止且与地球自转具有相同周期绕地球运行的卫星，
同步卫星又叫通讯卫星。
思考：地球同步卫星的运行轨道平面有何特点？
F向
F引
F引
F向= F引
同步卫星的特点
①周期一定：运行周期等于地球自转的周 期，即：T＝24h 设卫星离地面高度为 h ②角速度一定：运行的角速度等于地球自转
3．对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下
列说法正确的是（
D
）
A．人造地球卫星的实际绕行速率一定大于7.9km/s
B．从卫星上释放的物体将作平抛运动
C．在卫星上可以用天平称物体的质量
D．我国第一颗人造地球卫星（周期是6.84×103s） 离地面高度比地球同步卫星离地面高度小
近地卫星、同步卫星、地球赤道上物体三者比较
普通高中课程标准实验教科书 必修2
人造卫星的超重和失重
地球同步卫星
富顺一中 章强
人造卫星的超重和失重
1、发射和回收阶段
发射
回收
只受重力
（万有引力）
加速上升
减速下降
超重
超重
2、沿圆轨道正常运行
a向 = g
完全失重
应用重力原理制成的仪器在卫星中都不能正常使用 （如：水银气压计、天平、弹簧测力计测重力等）
极地轨道
倾斜 轨道
赤道轨道 同步 轨道 自转轴
近地卫星的周期
r T 2 GM 地
3
(6.37 10 ) 2 3.14 s 11 24 6.67 10 5.89 10 3 5.07 10 s 84.5 min
6 3
我们能否发射一颗周 期为80min的卫星？
1．我国发射的“亚洲一号”地球同步通信卫星的质量 为1.24 t，在某一确定的轨道上运行.下列说法中正确的 是（
B）
A．它定点在北京正上方太空，所以我国可以利用它进行电 视转播 B．它的轨道平面一定与赤道平面重合
C．若要发射一颗质量为2.48 t的地球同步通信卫星，则该
卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径大 D．要发射一颗质量为2.48 t的地球同步卫星，则该卫星的 轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径小
h≈0 R=6.4x106m T=24h
赤道上的物体
h=3.6×107m
r=4.2×107m v=3km/s T=24h
同 步 卫 星
近 地 卫 星
h≈0 r=6.4×106m v=7.9km/s T=84分钟
月球 近地卫星、 同步卫星、 月球三者比较
同 步 卫 星 h=3.8×108m r≈3.8×108m v=1km/s T=27天 近 地 卫 星
⑤向心加速度大小一定：约为 0.23m/s2
同步卫星离地高度
2
Mm 4 G 2 mr 2 r Th 地面高度为
得：
2 3
同步卫星轨道
卫 2
)
GMT r 22 2 R h m卫 ( 4 ) (R 地 h)
2 GMT 7 3.58 10 m h3 R 2 24
R
r h
得：
T
GM 地T 4 R 地 3.6 10 km 2 4
h
5.6R地
同步卫星离地面 的高度是定值
地球同步卫星能否位于厦门正上方某一确定高度h ？
三颗同步卫星反射信号可以覆盖整个赤道
大约30左右才能放置一颗卫星，地球的同步通讯 卫星只能有120颗。可见空间位置也是一种资源。
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卫星的轨道