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§3.4 人造卫星 宇宙速度
古人的航天梦
嫦娥奔月
万户飞天
牛顿
物体初速度达到多大时就可以发射成为一颗人造卫星呢?
人造卫星(在万有引力作用下,绕地球做匀速圆周运动的物体,称为人造卫星)
1957年10月，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星，从此，开创了人类航天时代的新纪元。我国在1970年4月20日发射了第一颗人造地球卫星，现在已成为世界上第五个依靠自己力量研制成火箭发射卫星、第三个掌握卫星回收技术、第四个用一枚火箭发射多颗卫星的国家。
卫星主要有侦察卫星、通信卫星、导航卫星、气象卫星、地球资源勘测卫星、科学研究卫星、预警卫星和测地卫星等种类。
我国第一颗人造卫星“东方红一号”
苏联发射的人类第一颗人造卫星“卫星1号”
人造卫星运行的线速度，角速度，周期,加速度与轨道半径的关系
1
2
3
v∝
ω∝
T∝
a∝
对于绕地球作匀速圆周运动的几个卫星
（1）离地面越高，线速度越
（2）离地面越高，周期越
（3）离地面越高，角速度越
（4）离地面越高，向心加速度越
小
大
小
小
假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径r 增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则
A．根据公式F＝mv2/r，可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2
B．根据公式F＝mω2r，可知卫星所需的向心力将增大到原来的2倍
C．根据公式F＝GMm/r2，可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4
D．以上说法都不正确
C
1.第一宇宙速度：（环绕速度）
（1）概念：物体发射速度为7.9km/s，称为第一宇宙速度，也称环绕速度。
（2）状态和特点：只能贴近地球做匀速圆周运动，既是绕地匀速圆周运动的人造卫星的最大运行速度，也是最小发射速度。
注意：宇宙速度都是针对发射速度；以上三个宇宙速度都是地球上的宇宙速度， 不同中心天体三个宇宙速度也不相同。
3.第三宇宙速度：（逃逸速度）
（1）概念：物体发射速度为16.7km/s，称为第三宇宙速度
（2）状态和特点：摆脱太阳引力，逃出太阳系。成为自由天体。
2.第二宇宙速度：（脱离速度）
（1）概念：物体发射速度为11.2km/s，称为第二宇宙速度
（2）状态和特点：脱离地球引力，不再绕地球运行。
宇宙速度
16.7 km/s 称为第三宇宙速度
“旅行者1号”探测器1988 年飞出太阳系
关于第一宇宙速度，下面说法正确的是：
Ａ．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
Ｂ．它是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度
Ｃ．它是使卫星进入绕地圆形轨道的最小发射速度
Ｄ．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度　　　　　
B C
结论：人造卫星的发射速度与运行速度之间的大小关系是：
对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，其速率
A．一定等于7.9km／s
B．等于或小于7.9km／s
C．一定大于7.9km／s
D．介于7.9km／s—11.2km／s
B
下列轨道中不可能是卫星绕地球运行的轨道的是（ ）
卫星是围绕地球的中心绕地球做匀速圆周运动的
D
地球球心位于卫星轨道圆心或轨道的焦点上
×
赤道轨道
极地轨道
倾斜轨道
地球同步卫星
同步卫星(通信卫星)
定义:相对地球静止的人造卫星----同步卫星
特点:
(1)定轨道：轨道一定,在赤道平面上
(3)定高度：与地面高度一定（h＝3.6×107 m）
(2)定周期：角速度 ,周期与地球相同,是一个恒量;线速度大小也是一个恒量（T＝24 h）
主要用于通信，故也称通信卫星。3颗同步卫星可基本实现全球覆盖,为了使同步卫星之间不相互干扰，大约3°左右才能放置一颗同步卫星，也就是说，地球上空只能放下120颗同步卫星。已发射100多颗。
同步卫星的用途
通讯卫星
高度相同
在赤道上方
三颗同步卫星
可以覆盖全球
同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星（ ）
A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值
B.它可以在地面上任一点的正上方,但离地心的距离是一定的
C.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值
D.它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的
D
完

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