高中物理必修二人造卫星同步卫星

1、绕行速度v与r的关系
F m v2 r
F
G
Mm r2
v GM r
2、角速度ω与r的关系
F m2r
F G Mm r2
不同高度的卫星
GM r3
rv
3、周期T与r的关系
F m2r
2 T
F
m
2 T
2
r
Mm F G
r2
T 4 2r 3 GM
课堂练习：人造卫星的运行规律 线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系：
二、三种宇宙速度： v1=7.9km/s．（会推导） v2=11.2 km/s v3=16.7 km/s
我们能否发射一颗周期为 80min的卫星吗？
设在小圆轨道P点处
的速度ຫໍສະໝຸດ BaiduV1，椭圆轨
道P点处的速度为V2，
椭圆轨道Q点处的速
度为V3,大圆轨道Q点
处的速度为V4,试比 Q
P
较四个速度的大小关
系
V2>V1>V4>V3
小结：
一、卫星绕地球做匀速圆周运动所需的 向心力由万有引力提供:
GM r2 m m r2v m 2rm 4 T 22r
v
GM r
T 2
r3 GM
GM r3
a
GM r2
思考：对于绕地球运动的人造卫星：
（1）离地面越高，向心力越
小
（2）离地面越高，线速度越
小
（3）离地面越高，周期越
大
（4）离地面越高，角速度越
小
（5）离地面越高，向心加速度越 小
三、地球同步卫星
1. 周期 T = __2__4_h__
2. 轨道平面___赤__道__平__面__
提示： 同步卫星速度：V=9.67×102m/s＜ v1=7.9km/s
结论: 第一宇宙速度是最小的发射速度,也是最大的环绕速度
练习：求近地卫星的周期
T 2 r3
GM 地
23.14
(6.37 106 )3
s
6.671011 5.981024
5 .0 6 1 0 3 s 8 4 .3 m in
各种各样的卫星……
探究问题二：人造卫星的轨道
（1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨 道的是哪几条？
c
b
提示：卫星作圆周运动的向心力
必须指向地心
a
（2）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自 转同步？
课堂练习：人造卫星的运行规律
卫星的绕行速度v 、角速度ω 、周期T与轨道半径 r 的关系
相对于地面静止且 与地球自转具有相同周 期的卫星叫做地球的同 步卫星，又叫通讯卫星
3. h =__3_6_0_0_0_k_m_ （如何求？）
思考：同步卫星的哪些 物理量是不变的呢？
4. “R全、部v、固定ω”、T、an
_______________
结论： 地球同步卫星必须发 射在赤道正上方的固定高 度，并且以固定的速度环 绕地球做圆周运动。
同步卫星又叫静止轨道卫星，通常用作通讯卫星
学生思考：
（1）将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易？ 为什么？
（2）所需要的发射速度，哪一个更大？为什么？
（3）发射速度和卫星绕地旋转的速度是不是同一 速度？发射速度大说明什么？卫星运转速度 大又说明什么？
探究问题三： 第一宇宙速度是最大速度还是最小的速度？