人造卫星 宇宙速度

人造卫星宇宙速度牛顿大炮

牛顿曾研究过这样一个问题：他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面，于是牛顿提出了一个“大炮”的设想，他画的“大炮”草图——在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会如何运动呢？牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论。这就是著名的“牛顿大炮”的故事，故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。请你根据所学知识帮牛顿计算出这速度第一宇宙速度一是“在星球表面附近”，卫星的轨道半径为r与星球的半径R相等；二是“匀速圆周运动”

是所有围绕星球做圆周运动的卫星所具有的最大的线速度，又称环绕速度是最小的发射速度与赤道上与地球一起运动的物体有何区别

三种宇宙速度的对比以地球为例，三种宇宙速度和相应轨道间的关系如图所示。当卫星在地面附近做圆周运动时，其运行速度即为第一宇宙速度7.9km/s；当卫星到达地面附近时，其速度介于7.9～11.2km/s之间，则卫星沿椭圆轨道绕地球运动；当卫星到达地面附近时，其速度介于11.2～16.7km/s之间。1．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．它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度C．它是能使卫星进入近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近地点的速度答案：BC2.若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为(

)A．16km/s

B．32km/sC．4km/sD．2km/s3.(2011年高考山东理综卷)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(

)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4.

高度不同的三颗人造卫星，某一瞬间的位置恰好与地心在同一条直线上，如图

所示，则此时它们的线速度大小、角速度大小、周期和向心加速度的大小比较为(

)A．ω1＞ω2＞ω3

B．v1＜v2＜v3C．T1＝T2＝T3 D．a1＞a2＞a36．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆，已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比

(

)A．火卫一距火星表面较近B．火卫二的角速度较大C．火卫一的运行速度较大D．火卫二的向心加速度较大地球卫星的轨道

(1)卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道，也可以是圆轨道。(形状)

(2)卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭圆的一个焦点，其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律。（遵循开普勒定律）

(3)卫星绕地球沿圆轨道运行时，由于地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以，地心必须是卫星圆轨道的圆心。三类人造地球卫星轨道

(1)赤道轨道，卫星轨道在赤道所在平面上，卫星始终处于赤道上方。

(2)极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。

(3)一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。如图所示。同步卫星地球同步卫星是指在赤道平面内，以和地球自转角速度相同的角速度绕地球运动的卫星1．下列关于地球同步卫星的说法中正确的是(

)A.为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上B．通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24hC．不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上D．不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的2.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图

所示。当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是

(

)A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度

C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大小大于它在轨道2上经过Q点时的加速度大小

D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度大小等于它在轨道3上经过P点时的加速度大小4.关于地球的同步卫星下列说法正确的是(

)A．所有地球的同