计算同步卫星高度
万有引力提供向 心力
Mm
4 2
G (R h)2 m T 2 (R h)
h3
GMT 2
4 2
R 3.6 107 m
同步通讯卫星轨道半径：
h+R=4.2 107 m
同步卫星的线速度
解：万有引力提供向心力 故
=
由此解出v = 将地球质量 M及轨道半径r带入
同步卫星发射过程
思考：如何利用同步卫星实现全球通讯？
度”。V2=11.2km/s
（３）第三宇宙速度
使物体挣脱太阳的引力束缚的最小发射速 度，也称为“逃逸速度”。
V3=16.7km/s
三、人造卫星的发射
V=7.9k m/s 11.2km/s>V>7. 9km/s
V=16.7km/s V=11.2km/s
V=7.9km/s 11.2km/s>V>7.9km/s
GMm R2
m
v2 R2
GM=gR2
v GM R
v gR
代入数据可得：v=7.9km/s
（1）第一宇宙速度
第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕 地球作匀速圆周运动所必须具有的速度， 所以也称为“环绕速度”。
v1=7.9km/s
（2）第二宇宙速度
使物体挣脱地球束缚，成为绕太阳运行的人 造行星的最小发射速度，也称为“脱离速
第二节：人造卫星
各种各样的卫星……
二、人造卫星
1. 轨道中心
地心
2. _万__有__引_力__ 提供向心力 3. R越大，T _越__大__，V _越__小__，
ω _越__小__，an _越__小____
地球
探思究考问与题讨一论：、如图所示，A、B、C、 D四条轨道中可以作为卫星轨道 的是哪一条？
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
地球同步通讯卫星
同步通讯卫星：相对于地面静止 的为卫星、和地球具有相同周期的卫星。
• 一、同步卫星的轨道
我们平时看电视实况转播时总听到解说 员讲：正在通过太平洋上空或印度洋上空 的通讯卫星转播电视实况，为什么北京上 空没有同步卫星呢？
T 2π
r3
( r↑,T ↑)
GM
结论:
以下人造卫星的线速度、周期、角速度的大小关系?
Ⅲ
Ⅰ Ⅳ
Ⅱ
GM
v
r
v1>v2=v3>v4
T 2π r3 GM
T1<T2=T3<T4
ω
GM r 3 ω1>ω2=ω3>ω4
（2）人造卫星的发射速度与运行速度
①发射速度是指卫星在地面附近离开发射 火箭的初速度。假若卫星发射后不再补充 能量，那么要发射一颗人造地球卫星，其 发射速度就不能小于第一宇宙速度。
提示：卫星作圆周运 动的向心力必须指 向地心
卫星的轨道
• 赤道轨道
• 极地轨道 • 其他轨道
• 轨道特点：万有引力提供向心力 所以轨道平面一定经过地球中心
• 卫星是围绕地球的中心做匀速圆周运动
二，卫星的发射
牛顿的猜想
牛顿的手稿
想一想:
物体初速度达到多大时就可以成为一颗人造 卫星呢?
一、人造卫星：
在地球上抛出的物体，当它的速度足够 大时，物体就永远不会落到地面上，它将 围绕地球旋转，成为一颗人造地球卫星。
简称 人造卫星 。
由此可见，人造地球卫星运行遵从的规律 是：卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星 的引力提供向心力。
想一想:
物体初速度达到多大时就可以 成为一颗人造卫星呢?
二 、宇宙速度
当发射一颗卫星绕地球表面附近运动时， 由万有引力提供向心力可得：
第二课时 同步卫星
复习巩固
• 1、卫星的轨道平面有何特点？ • 2、如何计算第一宇宙速度？ • 3、卫星的发射速度与运行速度有何区别？ • 4、卫星的线速度、角速度和周期与轨道半
径有何关系？
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
四、人造卫星运动参量
（1）、线速度、角速度、周期
设地球和卫星的质量
分别为M和m,卫星到地
心的距离为r,求卫星运动
的线速度v、角速度ω、
F
周期T ?
V
由F引=F向得到：
Mm v2
G m
r2
r
GMm r2
mr ω2
v GM ( r↑,v ↓) r
GM ω r3 ( r↑,ω↓)
GMm r2
mr
4π2 T2
பைடு நூலகம்②运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地 球做圆周运动的线速度。当卫星“贴着” 地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速 度，当卫星的轨道半径大于地球半径时， 运行速度小于第一宇宙速度。
第一宇宙速度：发射卫星的最小发射速
度，卫星绕地做圆周运动的的最大运行速度．
V=7.9kg/s 11.2kg/s>V>7.9kg/s
小结:
a.第一宇宙速度：
v1
GM R
gR（对任何天体都适用）
对地球：v1=7.9km/s (环绕速度)
7.9km/s<v<11.2km/s 时卫星轨道不是圆形
而是椭圆。
b.当v ≥11.2km/s时,脱离地球(绕太阳),第二宇宙速
度(绕太阳),也称脱离速度
c.当v ≥16.7km/s时,脱离太阳,第三宇宙速度 也称逃逸速度
若在北纬或南纬某
地上空真有一颗同步卫
B
星，那么这颗卫星轨道
h
平面的中心应是地轴上
F1
F2
RF引 h
M
的某点, 而不是地心, 其
需要的向心力也指向这
ω
一点。 而地球所能够提供的引力只能指向
地心，所以北纬或南纬某地上空是不可能
有同步卫星的。
同步卫星的轨道只能在赤道上空
二、同步卫星的特点
1、同步卫星与地面相对静止，与地球自转 同步，周期为24h。 2、同步卫星运行方向与地球自转的方向相 同。 3、同步卫星定点在赤道上方，离地的高度、 运行的速率是唯一确定的。