②寒假预习-第11讲 宇宙航行-2025年高一物理寒假衔接讲练 (人教版)

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知识点1 宇宙速度
知识点2 人造地球卫星
1．动力学特点
一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其向心力由地球对它的万有引力提供。
2．地球同步卫星
地球同步卫星位于地面上方高度约3.6×104 km处,周期等于地球自转周期。其中一种的轨道平面与赤道平面成0度角,运动方向与地球自转方向相同,称为静止卫星。具有以下特点:
(1)轨道平面一定:卫星在赤道的正上方,其轨道平面与赤道平面重合。
(2)绕行方向一定:和地球自转方向一致。
(3)周期一定:和地球自转周期相同,即T=24 h。
(4)高度一定:位于赤道上方高度约3.6×104 km处,距地面高度固定不变。
知识点3 人造卫星的变轨问题
卫星变轨时，先是线速度 v发生变化导致需要的向心力发生变化，进而使轨道半径r发生变化.
如图所示，圆形轨道1、3与椭圆轨道2相切于 Q、P两点.
1．当卫星减速时，卫星所需的向心力 Fn=mv2r减小，万有引力大于所需的向心力，卫星做近心运动，向低轨道变迁.
在图示中卫星从轨道3上 P 处变迁到轨道2 上，速度关系：v3>v2P,其中 v₃为轨道3的环绕速度，v₂P为轨道2上P点的速度.
2．当卫星加速时，卫星所需的向心力 Fn=mv2r增大，万有引力不足以提供卫星所需的向心力，卫星将做离心运动，向高轨道变迁.
在图示中卫星从轨道1上Q处变迁到轨道2上，速度关系：v1