宇宙航行 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

宇宙航行第七章2024.3.2

什么是人造卫星

卫星是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体，人造卫星一般亦可称为卫星。人造卫星是由人类建造，以太空飞行载具如火箭、航天飞机等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。01.

人造卫星的轨道

人造卫星的轨道赤道卫星极地卫星近地卫星一般轨道分类按用途分类:通信卫星、气象卫星、导航卫星、预警卫星等

人造卫星的轨道已知中心天体的质量M和卫星运动的轨道半径r（卫星做匀速圆周运动）加速度线速度角速度周期

近地卫星指卫星轨道半径贴近地表的卫星。近地卫星的离地高度和环绕半径？近地卫星的周期？01.02.近地卫星的线速度？03.能发射一颗周期为80min的卫星吗？

近地卫星指卫星轨道半径贴近地表的卫星。比较近地卫星和地球上物体的线速度？04.现赤道上有人发现头正上方有一近地卫星，请问下一次再看到该近地卫星大概是什么时候？

卫星的发射发射地点01.酒泉西昌文昌太原

卫星的发射发射地点01.安全是航天发射的首要条件，理想的发射场选址应在地广人稀的地方。火箭发射过程中掉落的残骸可能危及周围居民安全，从发射台开始沿着发射方向周围应无建筑及人员。在发射载人飞船时，还需要考虑飞船逃逸的着落场，我国的酒泉发射场身处人烟稀少的戈壁滩，就极大的提高了载人发射任务的安全性。航天器在发射过程中需消耗大量燃料来达到一定速度离开地球表面，利用地球本身自转带来的速度，可大大降低对燃料的需求。地球低纬度速度较高，高纬度速度则较低。发射自西向东的卫星和地球静止卫星，最好更多借用地球自转，从纬度低的地方发射；发射自东向西的卫星，从高纬度出发则更容易克服地球自转。有利的天气条件对航天发射也十分重要。温差变化小、气候稳定的环境，可以增加航天器的年试验周期和允许发射的时间，同时也有利于航天器的发射和跟踪。航天发射场对运输条件有很大依赖。可选在靠近铁路或机场等交通便利的地区，方便运输。我国的文昌发射场就建在了离海岸港口较近的文昌市。

卫星的发射在地面附近如何发射飞行器？02.

发射人造地球卫星的运载火箭一般为三级，其发射后的飞行过程大致包括垂直起飞、转弯飞行和进入轨道这样三个阶段。

由于在地球表面附近大气稠密，对火箭的阻力很大，为了尽快离开大气层，通常采用垂直向上发射（垂直发射的另一个优点是容易保持飞行的稳定性）。到第一级火箭脱离时，火箭已穿出稠密的大气层。此后第二级火箭点火继续加速。当第二级火箭脱离后，火箭已具有足够大的速度，这时第三级火箭并不立即点火，而是靠已获得的巨大速度继续升高，并在地面控制站的操纵下，使火箭逐渐转弯而偏离原来的竖直方向，直至变为与地面平行的水平方向。当火箭到达与预定轨道相切的位置时，第三级火箭点火，火箭继续加速达到卫星在其轨道上运行所需的速度而进入轨道。至此，火箭已完成了其运载任务，随即与卫星脱离。刚脱离时，卫星与第三级火箭具有相同的速度并沿同一轨道运动。由于在卫星轨道处仍有稀薄气体存在，而卫星与火箭的外形不同，致使两者所受阻力不同，因而两者的距离逐渐拉开。此后，一般卫星将按预定计划沿椭圆轨道运行，火箭则在落回地球时与稠密的大气层摩擦而烧毁。

卫星的发射至少以多少速度发射？03.第一宇宙速度是最

的环绕速度第一宇宙速度是最

的发射速度

卫星的发射在地面附近发射速度和轨迹的关系03.①若7.9km/s<V发<11.2km/s,卫星仍绕地球运行，但径迹是椭圆，地球处在椭圆的一个焦点上。②若11.2km/s≤V发<16.7km/s卫星脱离地球的束缚而围绕太阳运行，成为太阳系的一颗“小行星”。③若V发>16.7km/s，卫星脱离太阳的吸引，而成为自由天体。

卫星的发射数值意义第一宇宙速度7.9km/s(1)卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度(2)人造卫星的最小地面发射速度第二宇宙速度11.2km/s使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度第三宇宙速度16.7km/s使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度其他星球的第一宇宙速度？

同步卫星同步卫星的环绕周期？如果要与地球保持相对静止，同步卫星的运行轨道方向？01.02.同步卫星的环绕半径和线速度大小？03.

同步卫星1是地球赤道上的某个物体、2是某个赤道平面内运行的卫星、3是运行在赤道平面内的同步卫星，比较它们的线速度、周期、向心加速度04.123N

同步卫星赤道平面内有一颗同步卫星，要想使同步卫星信号能够覆盖完整个赤道，至少需要多少颗同步卫星？05.R6.6Rθ【参考答案：B】

同步卫星

利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为（

）

A.1h

B.4h

C.8h

D.16h【参考答案：D】

同步卫星

同步卫星如何发射一颗同步卫星？06.

卫星的变轨比较四个位置的速度、加速度、三个轨道的周期？07.1234

卫星的变轨比较三个位置的速度和加速度？07.234【参考答案：BC】

卫星的变轨【参考答案：B】

卫星的变轨2023年1月14日，“嫦娥五号”从地球发射飞向月球的轨道变化的示意图如图所示，“嫦娥五号”发射后先在轨道I上运行，当回到近地点A（A点到地心的距离可以认为等于地球的半径）时使其加速进入轨道II，再次回到近地点A时，第二次加速进入轨道III，B点为轨道III的远地点，关于"嫦娥五号"的发射和变轨过程，下列说法正确的是（）A．“嫦娥五号”在轨道I上经过