③轨道半径（高度）一定 ④速度大小一定
3.08km/s
赤道平面 24h 3.6×107m
⑤向心加速度的大小一定
⑥运转方向一定 自西向东
6.5 宇宙航行（第二课时）—人教版高中物 理必修 二课件( 共24张 PPT)
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1、为什么必须在赤道平面上？
高轨低速长周期
轨道越低，速度越快
1、近地卫星： 指卫星轨道半径近似等于地球半 径，即贴近地表，环绕速度为第 一宇宙速度：
=7.9km/s
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2、同步卫星： 指相对于地面静止的人造卫星，它跟着地球转，同步 地球做匀速圆周运动，其周期T=24h。
2、所示为卫星发射过程的示意图，先将卫星发射至近地 圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再
一次点火，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，则当卫星分别在1、2、3轨道上正
常运行时，以下说法中正确的是 A、卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
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同步卫星的用途：主要用于通信，故也称通信卫星。 3颗同步卫星可实现全球覆盖
为了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。截止2020年，已发射117 颗。 3、其他卫星：极地卫星，气象卫星等。
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四、航天器中的失重现象
1、发射和回收阶段
发射
加速上升
超重
回收
减速下降
2、沿圆轨道正常运行
只受重力
a=g
超重 完全失重
与重力有关的现象全部消失
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③一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。
极地轨道 赤道轨道
一般轨道 同步轨道
所有卫星的轨道平面都过地心！
下图四条轨道中不能作为卫星轨道 的是哪一条？
赤道轨道
所有卫星的轨道 平面都过地心！
二、人造地球卫星的分类 6.5 宇宙航行（第二课时）—人教版高中物理必修二课件(共24张PPT)
思考：众多人造地球卫星中，哪些卫星转动最快？
课堂练习
1、人造地球卫星的轨道半径越大，则
( BC ) A、速度越小，周期越小
B、速度越小，加速度越小
C、加速度越小,周期越大
D、角速度越小,加速度越大
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天平 弹簧秤测重力
液体压强计
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从图中可看出在奔月之前至少要经历几次点火？
4
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6.5宇宙航行
（第二课时）
你知道嫦娥如何飞向月球的吗？
一、人造地球卫星的轨道
卫星绕地球做匀速圆周运动时，是地球的引力提供 向心力，卫星受到地球的引力方向指向地心，而做圆 周运动的向心力方向始终指向圆心，所以卫星圆周运 动的圆心和地球的地心重合。这样就存在三类人造地 球卫星轨道： ①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，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，卫星通 过两极上空；
因为高轨低速长周期：t;v3
③在轨道相切点看轨迹— —速度内大小外。
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为什么航天器会处于失重状态？
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v=7.9km/s
T=84分钟
人造卫星在低轨道上运行，要想让其 在高轨道上运行，应采取什么措施？
在低轨道上加速，使其沿
椭圆轨道运行，当行至椭
·
圆轨道的远点处时再次加
速，即可使其沿高轨道运
行。………..
三、人造地球卫星的发射、变轨与回收
变轨的原理——与离心运动类似
v
m
F引<F向
升入高轨
F引>F向
F引
w
因为:（1）同步卫星与地球自转同
步必须自西向东转；
（2）万有引力提供做向心力,圆心
O
就是地心.
所以:同步卫星轨道平面必定在赤道平面上。
2、为什么高度一定？
万有引力提供做向心力
由:
G
Mm (R h)2
m
4 2
T2
(R h)
得:
h3
GMT 2
4 2
R
h r R 3.6107m 3.6104km
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近地卫星 同步卫星 月球 三者比较
同 步 卫 星
h=3.6×107m r=4.2×107m v=3.08km/s T=24h
月球
h=3.8×108m r≈3.8×108m v=1km/s
T=27天
近
地
卫
h≈0
星
r=6.4×106m
降入低轨
（回收）
F引=F向
M
F引
G
Mm r2
F向
m
v2 R
点火加 速到v2
v2
v1 卫星在圆
形轨道内 匀速运行
点火加 速到v4
v4
v3
F引
v减
少
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变轨要点
①在轨道相切点，万有引力相同，加速度相同
②速度关系:
因为点火加速：v2>v1，v4>v3
所有的同步卫星只能分布在赤道正上方的一个确 定轨道，即同步卫星轨道平面与赤道平面重合。
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关于同步卫星的六个“一定”
①轨道平面一定 ②周期与角速度一定