人造卫星的发射、运行
高考物理人造卫星问题
人造卫星问题【本讲教育信息】一、教学内容：高考第一轮复习——人造卫星问题二、学习目标：1、知道地球（或天体）的卫星各物理量的关系，理解同步卫星的特点。
2、理解三种宇宙速度，会推导第一宇宙速度，能区分发射速度和绕行速度。
3、重点掌握与本部分内容相关的重要的习题类型及其解法。
三、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，这部分内容综合性很强，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，2009年四川卷第15题、重庆卷第17题、广东卷第5题、安徽卷第15题、山东卷第18题，2008年山东卷第18题、广东卷第12题、2007年天津理综卷第17题、四川理综卷的第17题均以选择题的形式出现，08宁夏卷第23题、07年广东单科卷第16题这些题目则通过大型计算题形式出现。
（一）人造卫星的运行： 1. 人造卫星的动力学特征人造卫星绕地球运行而不逃离地球，地球对其的万有引力是唯一束缚力。
故此，任何卫星在正常运行时，其轨道平面必须经过地球质心（可粗略地认为质心与地心重合）。
否则，卫星便会在地球引力作用下，逐渐偏离既定的轨道而坠落。
如图所示三种轨道中，b 、c 轨道经过地心，可以存在，而a 轨道不存在。
例题：可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道（ ） A. 与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆 B. 与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C. 与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D. 与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的 答案：CD2. 人造卫星的运动学特征（m 1为地球质量，r 为卫星轨道半径） （1）由rv m r m m G22221=得r Gm v 1=，∴r 越大，v 越小。
人造卫星的原理
人造卫星的原理人造卫星是一种由人类制造并送入地球轨道的人造天体，它可以用来进行通信、导航、气象监测等多种用途。
人造卫星的原理主要包括发射、轨道、通信和能源等方面。
首先，人造卫星的原理之一是发射。
发射是指将卫星送入地球轨道的过程，通常通过火箭将卫星送入太空。
在发射过程中，需要克服地球引力和大气阻力，以确保卫星能够进入预定的轨道。
因此，发射是人造卫星运行的第一步，也是至关重要的一步。
其次，人造卫星的原理还涉及轨道。
轨道是指卫星在地球周围运行的路径，通常有不同的轨道类型，如地球同步轨道、低地球轨道等。
不同的轨道类型适用于不同的应用场景，如通信卫星通常采用地球同步轨道，而气象卫星通常采用低地球轨道。
通过合理选择轨道类型，可以更好地满足卫星的使用需求。
另外，人造卫星的原理还包括通信。
通信是卫星的重要功能之一，它可以通过天线接收地面发来的信号，并将其转发到其他地区。
这样就实现了遥远地区之间的通信，为人类社会的发展提供了便利。
同时，卫星通信还可以覆盖地面范围广阔，无需铺设大量的通信线路，因此在一些偏远地区具有很大的优势。
最后，人造卫星的原理还涉及能源。
卫星通常需要能源来维持其正常运行，例如提供电力来驱动设备和维持通信等功能。
因此，卫星通常携带太阳能电池板，通过太阳能转换为电能来提供能源。
在没有太阳能的情况下，还需要携带储能设备，如电池组，以确保卫星能够持续运行。
综上所述，人造卫星的原理涉及发射、轨道、通信和能源等多个方面，这些原理相互作用，共同确保卫星能够正常运行并发挥其作用。
人造卫星的发展不仅促进了人类社会的进步，也为我们对宇宙和地球的认识提供了重要的数据支持。
随着科技的不断进步，相信人造卫星将发挥更加重要的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
人 造 卫 星
人造卫星【学习目标】1．初步掌握人造卫星的发射、运行、回收知识。
2．定量描述同布卫星。
3．能辨析赤道上的物体、近地卫星、同步卫星。
【学习重点】卫星的运行、同步卫星【学习难点】辨析赤道上的物体、近地卫星、同步卫星预习案1. 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。
2. 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）。
要发射一颗人造卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
因此，第一宇宙速度又是最小的发射速度。
卫星离地面越高，卫星的发射速度越大，贴近地球表面的卫星（近地卫星）的发射速度最小，就是其运行速度即第一宇宙速度。
（2）运行速度是指卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度，根据可知，卫星越高，半径越大，卫星的运行速度（环绕速度）就越小。
3.地球同步卫星相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星，又叫通讯卫星。
同步卫星有以下几个特点：（1）同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。
（2）同步卫星的运转周期与地球自转周期相同，且（3）同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度。
（4）要与地球同步，卫星的轨道平面必须与赤道平面平行，又由于向心力是万有引力提供的，万有引力必须在轨道平面上，所以同步卫星的轨道平面均在赤道平面上，即所有的同步卫星都在赤道的正上方，不可能定点在我国某地上空。
（5）同步卫星高度固定不变。
人造卫星原理
人造卫星原理人造卫星是由人类制造并送入地球轨道的一种人造天体，它可以用来进行通讯、导航、气象观测等多种用途。
人造卫星的原理是基于牛顿力学和开普勒定律的基础上，通过发射器将卫星送入地球轨道，并通过推进器进行定位和调整轨道，从而实现其功能。
下面将详细介绍人造卫星的原理。
首先，人造卫星的发射器是将卫星送入地球轨道的关键设备。
发射器通常是由火箭组成，通过火箭的推进力将卫星送入预定轨道。
在发射过程中，需要考虑到地球的引力、大气层的阻力等因素，确保卫星能够顺利进入轨道。
一旦卫星进入轨道，它将按照开普勒定律绕地球运行，实现其预定的任务。
其次，人造卫星的推进器是用来调整卫星轨道和位置的重要装置。
推进器可以通过喷射推进剂来改变卫星的速度和轨道，从而实现对卫星位置的调整。
这种调整可以使卫星保持在所需的轨道上，或者改变轨道以适应不同的任务需求。
推进器的设计和使用需要考虑到推进剂的储备、喷射方向的控制等因素，以确保卫星能够按照预定计划运行。
最后，人造卫星的功能是基于其特定的载荷和设备来实现的。
不同类型的卫星具有不同的功能，比如通讯卫星可以实现地面通讯信号的传输，导航卫星可以提供精准的定位和导航服务，气象卫星可以进行大气层的观测和预测等。
这些功能需要通过卫星上的各种设备和载荷来实现，比如天线、摄像头、传感器等。
这些设备需要与卫星的能源系统、通讯系统等配合工作，以实现卫星的功能。
综上所述，人造卫星的原理是基于发射器将卫星送入地球轨道，通过推进器进行轨道调整，以及利用载荷和设备实现其功能。
这些原理是卫星能够在轨道上稳定运行，并实现各种任务的基础，也是人类利用卫星开展空间活动的重要基础。
希望通过本文的介绍，读者能够对人造卫星的原理有一个清晰的了解。
人造卫星 原理
人造卫星原理
人造卫星是指由人工制造并发射到地球轨道上的卫星。
它们被用于各种不同的用途，包括通信、天气观测、导航、科学研究等等。
人造卫星的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤：
1. 发射：人造卫星通常由火箭发射入轨。
发射时，火箭提供足够的速度和高度将卫星送入轨道上。
2. 轨道：一旦卫星进入轨道，它会按照预定的轨道进行运动。
不同的卫星有不同的轨道类型，包括低地球轨道、中地球轨道和静止轨道等。
3. 通信：许多人造卫星用于通信目的。
这些卫星配备了天线和发射器，可以接收地面信号并转发到其他地区。
这种通信方式被广泛应用于电话、互联网和电视广播等领域。
4. 观测：人造卫星还用于观测地球和宇宙。
这些卫星搭载各种仪器，可以测量地球表面的温度、气候和植被等信息，或者观测宇宙中的星体、行星和黑洞等。
5. 导航：导航卫星是用于定位和导航的。
它们发射出无线电信号，接收器可以通过测量信号的时间差来计算自己的位置。
全球定位系统（GPS）就是一个应用广泛的导航卫星系统。
6. 科学研究：科学卫星主要用于进行各种科学研究。
例如，天
文学家可以使用卫星观察遥远的星系和宇宙现象，地球科学家可以利用卫星收集地球表面气候和环境的数据。
总之，人造卫星通过发射入轨、按照预定轨道运动，并搭载不同的仪器和设备来实现各种功能，从而能够为人类提供通信、观测、导航和科学研究等服务。
新课程同步鲁科版高中物理必修第二册新学案课件：第4章 第2节 第2课时 人造卫星上天
动的 最小 地面发射速度
第二宇 宙速度
11.2 km/s
使卫星挣脱 地球 引力束缚的 最小地面发
射速度最小
第三宇宙速 度
16.7 km/s
使卫星挣脱 太阳 引力束缚的 最小 地面发
射速度
2．判一判
(1)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是 10 km/s。
(×)
(2)第一宇宙速度跟地球的质量无关。
力，GMr2m＝mrv2，得 v＝
GrM，所以轨道半径 r 越大，卫星
的环绕速度越小；实际生活中，做圆周运动的卫星的轨道半径大
于地球的半径，所以环绕速度一定小于 7.9 km/s。宇宙速度：指人造卫星近地环绕速度，它是人造卫 星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，是人造 地球卫星的最小发射速度，其大小为 v＝7.9 km/s。
(6)运行速度一定：设同步卫星的运行速度为 v， 由于 GRM＋mh2＝mR＋v2 h，
可得 v＝
RG＋Mh＝
gR2 R＋h
＝
9.8×6.4×1062 6.4×106＋3.6×107
m/s＝3.1×103 m/s。
[典例 3] 在地球的卫星中有两类卫 星的轨道比较特殊，一是极地卫星，二是 同步卫星。已知某极地卫星的运行周期为 12 h，则下列关于极地卫星和同步卫星的描述正确的是 ( )
(√ )
3．想一想 地球对周围的一切物体都有引力的作用，因此我 们抛出的物体会落回地面。在高山上水平抛出一个物 体，抛出的速度越大，落地点与抛出点的水平距离越 大。 (1)地球可以近似看成球体，如图所示，如果抛出的速度很 大，地面还能看成水平面吗？
提示：不能。
(2)如果不断增大抛出的速度，可能会出现什么现象？牛 顿说过“没有大胆的猜测就没有伟大的发现”，在已有事实 的基础上，合理外推，科学假设，是认知未知事物的一种科 学方法。那么由以上事实基础，你能作出怎样的猜想呢？
人造卫星是如何工作的
人造卫星是如何工作的人造卫星是指由人类制造的、运行在地球附近空间的小型新型航天器，它们能用于空中观测、航空物测、通信和其他科学实验，是当代航空技术的重要组成部分。
那么，人造卫星是如何工作的呢？一、组成结构人造卫星由三大部分组成：发射载体、航天器本体和传感器。
发射载体是将卫星送入空间的运载工具，是由多种发射架和发射助推器组成，可以将航天器送入太空。
航天器本体主要由电池、控制处理机、发射机和传感器组成，主要负责受到地球上的消息信号，然后进行定时、定量的消息处理和发射，以完成指定的任务，传感器是卫星的敏感组成部分，是用于收集环境信息的工作装置。
二、轨道参数人造卫星根据椭球力学原理运行在轨道空间，其轨道的参数有：卫星的轨道周期、卫星的轨道高度和卫星的轨道倾角。
其中，卫星的轨道周期就是卫星从地面经过一次全程所需要的时间，卫星轨道高度表示卫星距离地球表面的距离高度，卫星轨道倾角也称卫星运动平面与赤道平面的夹角，这三个参数来决定卫星的运行轨迹。
三、作业模式人造卫星的作业模式是指卫星完成自身任务所采用的方法，现有的作业模式有拉尔夫模式、分形模式和同步模式等，每种模式的作用都不一样，拉尔夫模式适合测控任务量较大的卫星，分形模式主要用于观测任务，同步模式适用于增添系统可靠性要求较高的大规模卫星系统。
四、发射方式发射方式是指将航天器从地球发射到指定高度的运载手段，提供合适的动量条件来满足卫星的轨道运行要求。
根据运载手段不同，可以细分为大号固定翼运载机发射、载人飞船发射和火箭发射三种方式。
其中，大号固定翼运载机发射是指将卫星发射件载入大号固定翼运载飞机的货舱中，较省资源，可以节省发射成本；载人飞船发射是指使用载人飞船为卫星提供一定的动量加速；火箭发射是指将卫星装在由火箭发射到空间，火箭发射是太空技术发展史上最Ꞙ达的发射手段。
五、航行方式卫星航行方式主要有两种，根据定点停泊和满轨正常行走，一般情况下卫星采取满轨正常行走的方式，即让卫星在指定的轨道上按照预定的由近到远的方式永久的巡回行走。
人造卫星中的几个问题解析
人造卫星中的几个问题解析发表时间：2011-02-18T17:17:55.297Z 来源：《学习方法报·教研周刊》2010年第26期供稿作者：王玉珍路雪芹[导读] 因人造卫星在绕地球飞行时靠万有引力提供向心力做匀速圆周运动，故其圆周运动轨道的圆心与地球球心重合山东省青州第二中学王玉珍路雪芹一、人造卫星的发射发射分三个阶段：发射升空阶段、飘移进入轨道阶段和进入预定轨道后绕地球运行阶段，在第一阶段有竖直向上的加速度，处于超重状态；第三阶段有竖直向下的加速度且为重力加速度，故处于完全失重状态。
二、轨道、能量因人造卫星在绕地球飞行时靠万有引力提供向心力做匀速圆周运动，故其圆周运动轨道的圆心与地球球心重合；人造卫星在运行中，离地面越高，速度越小，动能越小，而重力势能越大，所具有的机械能越大，发射卫星需要的能量越多，发射卫星越困难。
三、卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系四、卫星运行中的几个疑难问题1．卫星绕地球运动的向心加速度和物体随地球自转的向心加速度卫星绕地球运动的向心力完全由地球对卫星的万有引力提供，而放在地面上的物体随着地球自转所需的向心力是由万有引力的一个分力提供的。
卫星绕地球运动的向心加速度a1＝GM/r2，其中M为地球的质量，r为卫星与地心间的距离，物体随地球自转的向心加速度，其中T为地球自转周期，R为物体所在纬度圈的半径。
2．环绕速度与发射速度（1）人造卫星的环绕速度，第一宇宙速度对于近地人造卫星，轨道半径近似等于地球半径R，卫星在轨道处所受的万有引力F引，近似等于卫星在地面上所受的重力mg，这样由重力mg提供向心力，即mg＝mv2/R，得v＝，代入g＝9.8 m/s2，R＝6400 km，得v＝7.9 km/s。
要注意v＝仅适用于近地卫星。
可见，7.9 km/s的速度是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动具有的速度，我们称为第一宇宙速度，也是人造地球卫星的最小发射速度。
人造卫星管理办法
人造卫星管理办法1. 简介人造卫星管理办法是为了规范和管理人造卫星的研制、发射、运行和使用等各个环节而制定的一系列政策措施。
本文将对该管理办法的主要内容进行介绍和分析。
2. 管理范围该管理办法适用于我国境内的人造卫星的研制、发射、运行和使用等各个环节，包括国家组织和社会团体参与的各类卫星项目。
3. 管理机构为了有效管理人造卫星，设立了人造卫星管理机构，负责制定管理办法、审核卫星项目、监督卫星运行等工作。
该机构由相关部门和专业人员组成，确保卫星项目的安全和合规性。
4. 卫星研制卫星研制是人造卫星项目的重要环节，管理办法规定了卫星研制的程序和要求。
包括卫星设计、材料选择、系统测试等方面，以确保卫星达到预期的性能指标。
5. 卫星发射卫星发射是将研制完成的卫星送入太空的过程。
管理办法明确了卫星发射的程序和要求。
包括发射场选址、发射器选择、发射时间安排等方面，以确保卫星顺利进入轨道。
6. 卫星运行卫星运行是卫星在轨道上的正常工作过程，是保证卫星功能发挥的基础。
管理办法规定了卫星运行的监督和管理要求，包括卫星姿态控制、遥测遥控、数据传输等方面，以确保卫星运行稳定和可靠。
7. 卫星使用卫星使用是指通过卫星实现特定功能或提供特定服务，如通信、导航、遥感等。
管理办法规定了卫星使用的权限和条件，确保卫星利用的安全性和合法性。
8. 监督与执法为了保障人造卫星项目的安全和合规性，管理办法设立了监督与执法机构，负责对卫星项目进行监督和管理。
针对违反管理办法的行为，将依法予以处罚。
9. 国际合作管理办法充分重视国际合作，鼓励与国际组织、外国政府和企业进行卫星项目的合作，推动卫星技术的发展和应用。
10. 法律责任违反管理办法的行为将依法承担相应的法律责任。
同时，管理办法也明确了相关部门的监督和处罚措施，以维护卫星项目的安全和稳定运行。
结语人造卫星管理办法的实施，对于推动卫星技术的发展和应用，维护国家安全和利益具有重要意义。
通过规范和管理各个环节，提高卫星项目的运行质量和安全性，促进我国卫星事业的健康发展。
人造卫星的使用方法及操作流程解析
人造卫星的使用方法及操作流程解析随着科技的进步和人类对外太空的探索，人造卫星已经成为了现代航天技术中不可或缺的一部分。
人造卫星的使用方法和操作流程对于航天事业的发展至关重要。
本文将围绕人造卫星的使用方法和操作流程展开讨论，以期加深对该领域的了解。
首先，人造卫星的使用方法主要包括发射、部署、轨道调整和数据接收等过程。
发射是指将人造卫星送入轨道的过程。
发射通常使用火箭来完成，这需要经过复杂的技术和仔细的计划。
在发射前，必须确保卫星以及相关设备和材料的完好，并进行性能测试和验证。
发射前的准备工作还包括地面测量、计算预测轨道和天气条件等。
一旦一切准备就绪，火箭将被点燃并发射入空中，将人造卫星送入特定的轨道。
部署是指在轨道上释放人造卫星的过程。
当卫星进入预定的轨道后，它将逐渐与火箭分离，舱门打开并释放卫星。
部署时需要确保良好的通信，以便控制卫星的位置和状态。
轨道调整是为了让卫星达到预期的轨道要求而进行的操作。
调整包括升轨、降轨、升降轨、轨道变换等。
这些调整通常是通过提供推力来改变卫星的速度和轨道。
调整过程中需要考虑诸多因素，例如天体引力、气压和目标轨道的要求等。
数据接收是卫星工作过程中最重要的环节之一。
卫星通过无线通信技术将获取的数据传回地面，这些数据可以用于科学研究、气象监测、导航定位等领域。
数据接收的过程需要地面站和卫星之间进行良好的通信，确保数据传输的稳定和高效。
其次，人造卫星的操作流程可以简单分为设计、制造、测试和运行四个阶段。
首先是设计阶段。
设计人造卫星的目标是根据使用需求确定卫星的功能和规格，包括载荷类型、通讯系统、能源供应等。
设计阶段需要工程师进行详细的研究和分析，确保卫星能够正常工作，并满足在预定轨道上所需的各项要求。
接下来是制造阶段。
在制造阶段，根据设计要求开始制造卫星的各个组件。
这个过程通常需要使用先进的材料和技术，并经过严格的质量控制。
制造阶段还包括组装、安装仪器和设备以及进行精确的校准等工作。
人造卫星的运行与轨道
人造卫星的运行与轨道人造卫星是现代科技的杰作，它们在地球轨道上忠实地执行各种任务，如通信、导航、气象监测和科学研究等。
然而，卫星的运行和轨道并非简单而机械的事情，背后涉及到复杂的科学原理和精密的计算。
本文将探讨人造卫星的运行过程、轨道类型以及相关的科学技术。
人造卫星的运行过程可以分为发射、搭载和工作三个阶段。
首先是发射阶段，即将卫星送入太空。
卫星通常由运载火箭发射，火箭的助推器将卫星送入太空轨道。
一旦进入轨道，卫星就会进入搭载阶段，指的是卫星必须与运载火箭分离并自主运行。
在这个阶段，卫星会启动自己的动力系统，调整自身的位置和方向，确保能够准确地执行任务。
最后，卫星进入工作阶段，它开始运行各种设备并执行任务，如通信、图像传输、气象观测等。
人造卫星的轨道类型多种多样，根据不同的任务需求可以选择不同的轨道。
最常见的是地球同步轨道，也称为静止轨道。
地球同步轨道位于赤道上方的高度约36000公里处，卫星在这个轨道上的速度与地球自转速度相同，因此在观测地球的过程中，卫星相对于地球保持静止不动，这样就能够提供连续的观测和通信服务。
地球同步轨道非常适用于气象卫星和电信卫星等需要连续监测和通信的任务。
除了地球同步轨道，还有许多其他的轨道类型。
低地球轨道位于地球上方约600公里至2000公里的高度范围内，卫星在这个轨道上的速度较快，绕地球一圈的时间较短。
这种轨道适合于一些需要高分辨率观测和快速数据传输的任务，如卫星导航和地球观测卫星。
中地球轨道位于低地球轨道和地球同步轨道之间的高度范围内，它是一些科学研究卫星和空间实验室的理想选择。
人造卫星的运行和轨道涉及到许多科学技术的应用。
其中，天体力学是指研究天体运动规律的学科，它为卫星的飞行轨道计算提供了基础。
通过对地球引力和运动力学的研究，科学家能够精确地计算卫星的轨道参数，包括轨道半长轴、倾角、轨道周期等。
此外，卫星的控制系统也是至关重要的，它可以通过推进剂和姿态控制设备来调整卫星的位置和方向。
人造卫星如何绕地球运行？
人造卫星如何绕地球运行？人造卫星是为满足特定目标而发射到外层空间的设备。
它们能够围绕地球或其他天体进行轨道运动。
人造卫星的成功发射与运行离不开多个科学原理和技术手段的支持。
在本文中，我们将详细探讨人造卫星是如何绕地球运行的，包括轨道设计、力学原理、发射过程和运行控制等多个方面。
一、轨道设计卫星的轨道是其运行路径的具体依据，其设计通常基于卫星的使命和用途。
卫星可以分为不同的轨道类型，如低地轨道（LEO）、中地轨道（MEO）和高地轨道（GEO）。
每种轨道都有其特定的特性和适用场景。
低地轨道（LEO）低地轨道一般指距地面180公里至2000公里之间的区域。
这种轨道适合用于观察、成像和科研等任务，因其接近地球并能提供较高分辨率的图像。
例如，国际空间站（ISS）就运行在这个范围内。
中地轨道（MEO）中地轨道通常设定在2000公里至35786公里之间，这一轨道主要用于导航系统，如GPS卫星。
中地轨道下，卫星与地面用户间的信号时延较小，确保导航信息准确可靠。
高地轨道（GEO）高地轨道指的是距离地面约35786公里的位置。
卫星在此高度上若能以同步速度运动，便可保持相对于地面的固定位置，广泛运用于通信和气象监测等任务。
这种轨道的一个显著优点是可持续覆盖特定区域，不需频繁调整位置。
二、牛顿运动定律与万有引力人造卫星在绕地球运行时，离不开牛顿运动定律和万有引力法则。
万有引力牛顿在17世纪提出万有引力法则，认为物体间存在一种相互吸引的力。
人造卫星绕行地球，其运动受到地球引力的影响。
这种引力提供了向心力，使得卫星能够沿着圆形或椭圆形轨道稳定运行。
牛顿第二运动定律卫星在运行过程中，会受到多个力量作用，其中最重要的是引力。
这一点可通过牛顿第二运动定律来解释。
根据该定律，物体所受的合力等于其质量乘以加速度。
将卫星所受的引力与其休止状态所需的向心加速度结合，可以得出相关计算式：[ F = m a ]在此式中：(F)为太阳对卫星施加的引力。
人造卫星如何绕地球运行？
人造卫星如何绕地球运行？人造卫星是人类利用科技手段制造并发射到地球轨道上的人造物体，用于进行通信、导航、气象观测等各种任务。
它们的运行轨道是如何确定的？又是如何绕地球运行的呢？本文将详细介绍人造卫星的运行轨道和运行方式。
一、人造卫星的运行轨道人造卫星的运行轨道主要有地球同步轨道、低地球轨道、中地球轨道和高地球轨道等几种类型。
1. 地球同步轨道地球同步轨道是人造卫星最常用的轨道之一，它位于赤道平面上，使卫星的运行速度与地球自转速度保持同步，从而实现卫星在地球上空固定点的连续观测。
地球同步轨道分为静止轨道和准静止轨道两种。
静止轨道（GEO）位于赤道上空约3.6万公里的高度，卫星的周期与地球自转周期相等，因此卫星相对地球保持不动，可以实时观测某一固定地区。
这种轨道适用于通信、广播、气象等需要连续覆盖的应用。
准静止轨道（MEO）位于赤道上空约3.6万公里的高度，卫星的周期略大于地球自转周期，因此卫星相对地球做椭圆形轨道运动，每天经过同一地点两次。
这种轨道适用于导航卫星系统，如GPS。
2. 低地球轨道低地球轨道（LEO）位于地球表面上空约200-2000公里的高度，卫星的周期较短，通常为1.5-2小时。
由于距离地球较近，卫星的运行速度较快，可以实现高分辨率的观测和通信。
这种轨道适用于遥感卫星、通信卫星和空间实验室等应用。
3. 中地球轨道中地球轨道（MEO）位于地球表面上空约2000-36000公里的高度，卫星的周期较长，通常为12-24小时。
这种轨道适用于导航卫星系统，如北斗卫星导航系统。
4. 高地球轨道高地球轨道（GEO）位于地球表面上空约36000公里以上的高度，卫星的周期较长，通常为24小时以上。
这种轨道适用于天文观测卫星和深空探测器等应用。
二、人造卫星的运行方式人造卫星的运行方式主要有两种：静止轨道运行和椭圆轨道运行。
1. 静止轨道运行静止轨道运行是指卫星相对地球保持不动，始终停留在同一位置上。
这种运行方式适用于地球同步轨道，如通信卫星和气象卫星。
人造卫星的原理
人造卫星的原理
人造卫星的运行原理是依靠引力和惯性的力量。
卫星通过被火箭发射到地球外，进入到地球的轨道上，并绕地球进行运动。
在空间中没有气体摩擦的情况下，卫星能够保持稳定的轨道运行。
在卫星发射时，火箭以高速将卫星送入太空。
一旦卫星进入太空中，就会受到地球的引力作用。
引力的作用使得卫星向地球靠拢，而卫星的初始速度使得它具有一定的向前运动的趋势。
当这两种力平衡时，卫星就能够保持在特定的轨道上运行。
卫星的轨道可以是圆形、椭圆形或其他形状。
它们的轨道取决于卫星的速度、质量以及地球的引力。
如果卫星的速度足够高，它将进入椭圆轨道，其中地球位于椭圆的一个焦点上。
当速度更高时，卫星将进入更大的椭圆轨道，当速度更低时，卫星将进入较小的椭圆轨道。
当速度达到一定值时，卫星将进入圆形轨道。
卫星的运行还受到惯性力的影响。
当卫星在轨道上偏离时，惯性会迫使它返回到原来的轨道。
这是因为物体在没有外力作用下会保持其原有速度和方向。
因此，当卫星受到其他天体的吸引或其他干扰时，惯性力将使其重新回到正常的轨道上。
人造卫星的运行原理还包括使用推进系统来维持轨道稳定和进行调整。
通过调整卫星的速度和方向，可以改变卫星的轨道。
这些调整可以通过火箭发动机或其他推进器完成，它们提供了足够的推力来改变卫星的运动状态。
总的来说，人造卫星的原理基于引力和惯性的力量，通过适当的速度和方向控制，使卫星能够在固定的轨道上运行，并且可以通过推进系统进行调整和维护。
什么是卫星介绍人造卫星的用途和工作原理
什么是卫星介绍人造卫星的用途和工作原理知识点：什么是卫星以及人造卫星的用途和工作原理人造卫星是一种由人类制造并送入太空轨道的航天器。
它们在太空中执行各种任务，对科学研究、天气预报、通信、导航等方面发挥着重要作用。
人造卫星的种类繁多，根据其轨道高度和用途的不同，可以分为地球卫星、通信卫星、科学卫星、导航卫星等。
人造卫星的用途主要包括：1.科学研究：人造卫星可以对地球及其大气层进行详细观测，了解地球的气候变化、地质构造、生物分布等情况。
此外，卫星还可以用于探测其他行星和太阳系天体，拓宽人类对宇宙的了解。
2.天气预报：气象卫星通过观测地球表面的温度、湿度、气压等参数，为天气预报提供重要数据。
此外，气象卫星还可以监测风暴、洪水等自然灾害，为防灾减灾提供支持。
3.通信：通信卫星作为中继站，实现全球范围内的高速通信。
电话、电视、互联网等信号可以通过通信卫星传输到世界各地。
4.导航：导航卫星，如GPS卫星，为地面用户提供精确的定位和导航服务。
用户通过接收导航卫星发射的信号，可以确定自己的位置和速度。
人造卫星的工作原理主要涉及以下几个方面：1.发射：人造卫星通过火箭发射升空。
火箭发动机产生大量推力，将卫星送入预定轨道。
2.轨道运行：卫星进入轨道后，依靠地球的引力维持在轨道上运行。
不同类型的卫星有不同的轨道高度和倾角，以满足其特定的任务需求。
3.电源供应：卫星需要稳定的电源供应来支持其运行。
太阳能电池板是卫星常用的电源装置，它可以将太阳光转换为电能，为卫星提供所需的电力。
4.数据传输：卫星在执行任务过程中，需要将收集到的数据传输回地面。
这可以通过无线电波传输实现。
卫星通信系统包括发送装置、接收装置和信号处理装置等。
5.姿态控制：卫星在太空中的姿态对其正常运行至关重要。
卫星姿态控制系统通过调整卫星的姿态，使其正常对准地球或其他目标。
6.热控制：卫星在太空中会受到太阳辐射和地球反照的影响，温度波动较大。
热控制系统负责调节卫星内部的温度，确保卫星设备的正常工作。
神舟五号运行全过程
神舟五号运行全过程神舟五号是中国载人航天工程中的重要一环，在中国航天史上具有重要地位。
下面是神舟五号的全过程。
一、发射准备阶段：神舟五号的发射准备工作包括等级准备、整装调试、火箭装配和发射场准备等。
在这一阶段，航天员需要对任务进行全方位的准备，包括体能训练、宇航服测试、模拟飞行训练等。
二、发射阶段：1.火箭发射：神舟五号搭载于长征二号F火箭上发射。
火箭发射时，先点火点火，点火后几秒钟，发动机将会逐渐加力；然后火箭开始脱离地面，经过一定高度之后将主动脱离第一级助推器。
一段时间后，第二级助推器将会被摧毁，最后第二级和第三级助推器被舱段分离。
2.航天器分离：在离地约100公里高度时，神舟五号航天器将和第二级运载火箭分离，进入地球绕球轨道。
然后航天器会展开太阳能电池翼，获取太阳能进行电力自行。
神舟五号航天器进入轨道后，航天员开始进入轨道生活。
三、飞行过程：1.加入航天器：在进入轨道后，航天员需要离开舱内的作动站，进入发射舱进行飞行。
航天员首先要熟悉航天器的仪器设备，包括各种仪器的使用方法、航天器的系统结构、指令和登陆设备的使用等。
2.地面指令：航天员需要按照地面指令，进行科学实验、技术试验和测绘工作等。
他们需要执行各种各样的任务，包括观察和记录，使用实验仪器和设备进行各种实验，并按照预定计划进行轨道调整。
3.轨道调整：轨道调整是航天飞行中非常重要的环节。
航天员需要根据地面指令，调整航天器的速度和飞行轨道，以确保航天器能够按照设计好的飞行计划正确地进行任务。
四、返回阶段：1.航天员返回：在完成任务后，航天员需要返回地球。
为了让航天员安全返回，航天器需要减速降低速度。
首先，航天器会通过发动机点火，减速进入大气层。
然后航天员进入返回舱，完成复杂的入轨、复位等程序。
2.大气层之内：航天器在大气层之内时，会出现高温和高压的环境。
航天器需要承受巨大的冲击和温度。
同时，航天员需要进行重力适应训练，以减轻过度重力的影响。
各国首颗人造卫星
各国首颗人造卫星1.苏联1957年10月4日，世界上第一个人造地球卫星由前苏联发射成功。
这个卫星在离地面900公里的高空运行；它每转一整周的时间是1小时35分钟，它的运行轨道和赤道平面之间所形成的倾斜角是65度。
它是一个球形体，直径58公分，重83.6公斤。
内装两部不断放射无线电信号的无线电发报机。
其频率分别为20.005和40.002兆赫(波长分别为15和7.5公尺左右)。
信号采用电报讯号的形式，每个信号持续时间约0.3秒。
间歇时间与此相同。
苏联第一颗人造地球卫星的发射成功，揭开了人类向太空进军的序幕，大大激发了世界各国研制和发射卫星的热情。
2.美国美国于1958年1月31日成功地发射了第一颗“探险者”-1号人造卫星。
该卫星重8.22千克，锥顶圆柱形，高203.2厘米，直径15.2厘米，沿近地点360.4公里、远地点2531公里的椭圆轨道绕地球运行，轨道倾角33.34°，运行周期114.8分钟。
发射“探险者”-1号的运载火箭是“丘辟特”℃四级运载火箭。
3.法国法国于1965年11月26日成功地发射了第一颗“试验卫星”-1(A-l)号人造卫星。
该行星重约42千克，运行周期108.61分钟，近地点526.24公里、远地点1808.85公里的椭圆轨道运行，轨道倾角34.24°。
发射A-1卫星的运载火箭为“钻石”tA号三级火箭，其全长18.7米，直径1.4米，起飞重量约18吨。
4.日本日本于1970年2月11日成功地发射了第一颗人造卫星“大隅”号。
该星重约9.4公斤，轨道倾角31.07°，近地点339公里，远地点5138公里，运行周期144.2分钟。
发射“大隅”号卫星的运载火箭为“兰达”-45四级固体火箭，火箭全长16.5米，直径0.74米，起飞重量9.4吨。
第一级由主发动机和两个助推器组成，推力分别为37吨和26吨；第二级推力为11.8吨；第三、四级推力分别为6.5吨和1吨。
《一般人造卫星》 讲义
《一般人造卫星》讲义人造卫星是人类探索太空和服务地球的重要工具。
在现代科技的推动下，人造卫星的应用领域越来越广泛，对人类的生活和社会发展产生了深远的影响。
一、人造卫星的定义与分类人造卫星是指环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器。
根据不同的用途和特点，人造卫星可以分为多种类型。
通信卫星是我们最为熟悉的一种。
它主要用于实现全球范围内的广播电视信号传输、电话通信、数据传输等。
通过通信卫星，我们能够实现远距离的实时通信，让信息能够快速传递到世界的各个角落。
气象卫星则用于监测地球的气象状况。
它能够收集大气温度、湿度、云层分布等数据，为天气预报提供重要的依据。
准确的气象预报对于农业生产、交通运输、防灾减灾等都具有极其重要的意义。
导航卫星是为各类导航设备提供定位和导航服务的。
比如大家常用的手机导航、车载导航等，都依赖于导航卫星的精准定位。
此外，还有科学探测卫星，用于对宇宙空间进行科学研究，观测天体、探索宇宙的奥秘；地球资源卫星，用于监测地球的自然资源分布和变化；军事卫星，用于军事侦察、通信和指挥等。
二、人造卫星的组成部分人造卫星通常由以下几个主要部分组成。
卫星的结构系统就像是卫星的“骨骼”，为其他部件提供支撑和保护。
它要具备足够的强度和刚度，以承受发射过程中的巨大冲击力和太空环境中的各种作用力。
能源系统是卫星的“动力源泉”。
它一般包括太阳能电池板和电池，为卫星上的各种设备提供电力。
在远离太阳的区域，卫星可能还会采用核能源等其他形式的能源供应。
通信系统负责卫星与地面之间的信息传输。
包括天线、收发信机等设备，确保信号的稳定传输和接收。
控制系统就像卫星的“大脑”，负责卫星的姿态控制、轨道调整等。
使卫星能够保持稳定的运行状态和准确的轨道位置。
有效载荷系统则是根据卫星的具体任务而搭载的各种仪器和设备。
比如通信卫星的转发器、气象卫星的气象观测仪器等。
三、人造卫星的发射人造卫星的发射是一项极其复杂和精密的工程。
首先要选择合适的发射场地。
人造卫星如何轨道运行
人造卫星如何轨道运行人造卫星是由人类制造并发射到地球轨道上的人造物体。
它们被用于通信、导航、科学研究以及军事等多个领域。
本文将介绍人造卫星的轨道运行原理和相关知识。
1. 轨道基础知识卫星的轨道是其运行轨迹，一般分为地球同步轨道、地球极地轨道、低轨道和高轨道等不同类型。
不同轨道的选择取决于卫星的用途和需求。
下面将介绍两种常见的轨道类型。
1.1 地球同步轨道地球同步轨道又分为静止轨道（GEO）和准静止轨道（MEO）。
静止轨道位于地球赤道上空，使卫星能够与地球保持相对静止。
准静止轨道则是靠近地球赤道，但允许卫星有一定的轨道摆动。
这些轨道通常用于通信和气象卫星。
1.2 低轨道和高轨道低轨道（LEO）一般位于地球表面上方约2000公里以下，而高轨道（HEO）则位于地球表面上方约2000公里以上。
低轨道卫星往往用于地球观测、科学实验和无线通信等应用，而高轨道卫星则更适用于导航系统和深空探测。
2. 星座和卫星编队人造卫星通常以星座或卫星编队的形式进行部署。
星座是指由多颗卫星组成的一个网络，多颗卫星协同运行，提供连续的覆盖范围和服务。
卫星编队则是指多颗卫星按照特定的排列顺序运行，以增加系统的可靠性和性能。
这些星座和编队可以实现更好的通信、导航和观测等功能。
3. 轨道控制和维护人造卫星的轨道控制和维护是确保卫星正常运行的重要环节。
主要包括以下几个方面：3.1 卫星发射和注入轨道卫星发射是将卫星送入地球轨道的过程，通常使用火箭作为运载工具。
发射过程中需要考虑卫星的速度、角度和轨道倾角等参数，以确保卫星能够被准确注入所期望的轨道。
3.2 轨道修正和姿态控制由于外界因素的影响，卫星在轨道上可能会发生漂移或姿态变化。
轨道修正和姿态控制是通过推进剂或姿态控制器对卫星进行微调，以保持其所需的轨道形态和姿态稳定。
3.3 燃料管理和寿命维护卫星在轨道上需要储存推进剂或燃料来满足姿态控制和轨道修正的需求。
燃料管理和寿命维护是对燃料进行合理分配和使用，延长卫星的使用寿命和运行时间。
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r
将卫星的运动看成匀速圆周运动， v w T a 与卫星质量无关 其所需向心力由万有引力提供
“一定全定”
v1=7.9km/s
F引 F向
角速度、周期与半径 速度越小、角速度越小、周期越长。 v1是最小近地发射速度，也是最大运行速度（近地卫星） 的关系?
GM F引 a ma 2 设地球和卫星的质量 r 2 v GM 分别为M 卫星到 m和m, v 2 Mm r r G 2 地心的距离为 r , r mr 2 GM 推导：卫星运动的向 r3 2 3 2 r 心加速度、线速度、 mr T 2 不同轨道上运行的卫星，轨道半径越大，线 T GM
在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时， 一、人造卫星： 物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋 转，成为一颗人造地球卫星。简称人造卫星。
1.牛顿人造地球卫星设想图
v 增大
人造地球卫 星的最小发射 速度有多大呢？
平抛 洲际 导弹 人造 卫星
2、第一宇宙速度（环绕速度）
当物体以最小的近地发射速度发射 时 ，卫星刚好能在地球表面附近 作匀速圆周运动，此时轨道半径r 近似等于地球半径R 卫星做圆周运动的向心力由万有引 力提供，万有引力近似等于重力mg， 根据牛顿第二定律得:
竞相发展的全球卫星导航系统
美国GPS
俄罗斯GLONASS
中国北斗
欧盟伽利略
在中国航天业上 哪些是火箭？ 哪些是宇宙飞船？ 哪些是空间站？
• 火箭：长征一号、长征二号E、长征二号F • 宇宙飞船：神舟一号、神舟二号、神舟三号、 神舟五号、神舟六号、神舟七号、神舟八号 • 空间站：天宫一号与神舟九号、神舟十号对 接
讨论:
高轨道上 运行的卫星速 度小，是否越 容易发射呢？ 这取决于 卫星的发射 速度，而不 是运行速度。
三、人造地球卫星的变轨
卫星发射
卫星发射的轨迹
卫星的变轨
小组讨论，比较下列速度大小
v3
B
v4
v1
v1 ＞ v4 v1 ＜ v2
v3 ＜ v4
A
v2
嫦娥一号发射全过程
高考变形
（全国2011）我国“嫦娥一号”探月卫星发射后， 先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一 圈需要24小时）；然后，经过两次变轨依次到达 “48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月 球。如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变 c 化，则在每次变轨完成后与变轨前相比（ ） A．卫星速度增大，角速度减小 B．卫星速度增大，角速度增大 C．卫星速度减小，角速度减小 D．卫星速度减小，角速度增大
山东科学技术出版社 高中 必修二 物理
人造卫星的发射、运行和变轨
（第五章 第二节 第一课时）
单位：章丘中学 主讲人：孙法永
你相信有千里眼，顺风耳吗？
这些实景都是通过哪一双 千里眼观察到的？
章 丘 中 学
“东方红一号”
技术试验卫星
科学卫星
气象卫星
导航卫星
空间站
测地卫星
军事卫星
资源卫星
通信卫星
想一想:卫星是怎样发射上去的呢？
本课小结
一、卫星的发射原理、三种宇宙速度
a GM r2
二、卫星的运行(圆周轨道)
v
原理： mg=GMm/r2=ma=mv2/r=mrω 2=mr4π 2/T2 结论:卫星运动与m无关；v、ω 、T由r唯一决定 三、卫星的变轨 四、同步卫星
GM r
GM r3
4 2 r 3 T GM
中国航天
四、同步通讯卫星
1、地球同步卫星相对于地面静 止，周期与地球相同。 2、同步卫星的轨道如何确定? 同步卫星必须位于赤道平面上空。 2 Mm 2 G 2 mr r T 2 GMT r3 Rh 2 4
2 GMT 7 h 3 R 3 . 6 10 m 2 4
R
h
r
F向
F引
F2
F 向= F 引
同步卫星离地面高度36000公里
任何卫星轨道平面 必过地心
同步卫星的特点
1. 周期 T = 24h 2. 轨道平面在赤道平面内 3. 离地高度h = 36000km 4. r、v、ω、T、an的大小“全部固定”
走进高考
（山东2011）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲 为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运 行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下 判断正确的是（ AC） A．甲的周期大于乙的周期 B．乙的速度大于第一宇宙速度 C．甲的加速度小于乙的加速度 D．甲在运行时能经过北极的正上方
结束语
• 浩瀚的宇宙就像一座丰富的宝藏，吸引 着人类的目光，激励人们去探索其博大 和神秘。目前，开发太空资源，开创空 间产业，实现太空居住筹造福人类之举， 已逐渐成为航天活动的主旋律。想了解 更多的航天知识吗？想在航天方面发挥 自己的能力吗？请阅读相关书目，上网 去找相关资料，广泛的收集航天科学知 识，努力学习将来你一定能实现梦想。
v2 是为什么？ R 6.4 10
6
R 6.37 v>7.9km/s 106 m
7.9km/s
神舟七号发射
3、第二宇宙速度 （脱离速度）
v2= 11.2km/s
4、第三宇宙速度 （逃逸速度）
11.2km/s<v<16.7km/s V3≥16.7km/s
太阳
太阳
太阳
二、卫星的运行(圆周轨道)
v1=7.9km/s F引
R
Mm v2 思考： mg G 2 m R R
讨论：
M 5.98 1024 kg
当卫星运行的速度 从牛顿提出设想到第一颗人造 v1 7.9km/s gR 6.37，卫星还能 106 9.8 7.9km/s 大于 卫星上天，历时近三百年，这 11 24 绕地球做圆周运动吗？ GM 6.67 10 5.98 10