牛顿的设想 牛顿曾设想,从高山上水平抛出的物体,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远。如果抛出速度足够大,物体就将绕地球运动,成为人造地球卫星(如图)。你还记得这个抛出速度要多大吗? 三大宇宙速度的推导 常见卫星的种类 常见的卫星的轨道: (1)若为椭圆轨道,地心是椭圆的一个焦点,其运动遵循开普勒定律. (2)若为圆轨道,地心是圆周的圆心,由万有引力提供向心力. (3)轨道平面:一定过地心,可以跟赤道平面重合,也可以跟赤道平面垂直,可以跟赤道平面成任意角度. 并且其运动快慢有下面的特点: 常见的卫星分类 (1)轨道半径约等于地球的半径 (2)运行速度为所有卫星的最大运行速度(7.9km/s),最小周期(约85min) 运行时每圈都经过南北两极,由于地球自转,极地卫星可以实现全球覆盖。 (1)定义:相对于地面静止的卫星,又叫静止卫星.周期为24h与地球自转周期相同, (2)六个“一定”. ①同步卫星的运行方向与地球自转方向一致. ②同步卫星的运转周期与地球自转周期相同,T=24h. ③同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度. ④同步卫星的轨道平面均在赤道平面上,即所有的同步卫星都在赤道的正上方 ⑤同步卫星的高度固定不变. (1)为了节省能量,在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上。 (2)在P点点火加速,由于速度变大,万有引力不足以提供向心力,卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ。 (3)在A点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ。 变轨示意图 变轨示意图 变轨示意图(
变轨的本质 (1)当卫星的速度突然增加时,万有引力不足以提供向心力,卫星将做离心运动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变大,当卫星进入新的轨道稳定运行时,可知其运行速度比原轨道时减小。 (2)当卫星的速度突然减小时,万有引力大于所需要的向心力,卫星将做近心运动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变小,当卫星进入新的轨道稳定运行时,可知其运行速度比原轨道时增大。卫星的发射和回收就是利用这一原理。
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