第 四 節(jié) 人 造 衛(wèi) 星 宇 宙 速 度 （ 一 ）一 、 人 造 衛(wèi) 星 二 .衛(wèi) 星 的 運(yùn) 行 速 度1.周 期 T(角 速 度 )線 速度 v與 軌 道 半 徑 r的 關(guān) 系( ) rmG TrMm 22=: 2 因 為 23= 2 rrrT GM rmG rMm 2=: 2 因 為 231/ = rrrGM 行 星 受 到 的 萬 有 引 力 等于 其 繞 太 陽 做 圓 周 運(yùn) 動的 向 心 力 , 即 : 注 意 （ 1） 軌道 半 徑 越 大 ,衛(wèi)星 的 運(yùn) 行 周 期 越長 ,角 速 度 越 小 ;反 之 亦 反 .M mr M mr2=2 rvrMm mG rGMv =:變 形 整 理 得 注 意 :(2). 衛(wèi) 星 的 軌 道 半 徑 r越 大 ;衛(wèi) 星 的 運(yùn) 行 速 度 越 小 ;軌 道半 徑 越 小 ,運(yùn) 行 速 度 越 大 . 2. 當(dāng) r =R地 時(shí) ,衛(wèi) 星 的 運(yùn) 行 速 度是 所 有 繞 地 運(yùn) 行 的 衛(wèi) 星 中 的 最大 運(yùn) 行 速 度 . 地繞 地 的 最 大 運(yùn) 行 速 度 RGMv =m ax思 考 ： 人 造 地 球 衛(wèi) 星 ， 由 于 空氣 阻 力 的 作 用 ， 軌 道 半 徑 會 逐漸 減 小 ， 請 問 衛(wèi) 星 的 線 速 度 怎樣 變 化 ？ 為 什 么 ？ V最 小 發(fā) 射 = V最 大 運(yùn) 行 = V . 高 空 衛(wèi) 星 的 運(yùn) （ 繞 ） 行 速度 小 發(fā) 射 速 度 大 三 .衛(wèi) 星 的 運(yùn) 動 狀 態(tài) 注 意 : (1). 萬 有 引 力 全 部 用 于 提 供 衛(wèi) 星 繞 地 運(yùn) 行的 向 心 力 , 衛(wèi) 星 處 于 完 全 失 重 狀 態(tài) . (2).在 衛(wèi) 星 上 ,有 如 下 實(shí) 驗(yàn) 不 能 進(jìn) 行 :用 天 平 測質(zhì) 量 ;用 彈 簧 稱 量 物 體 的 重 力 ， 測 量 液 體 壓 強(qiáng) 等 .M mr 設(shè) 衛(wèi) 星 的 質(zhì) 量 為 m;軌 道 半 徑 r;線 速 度 V; 四 、 宇 宙 速 度 mgmG RvRMm = 22 已 知 g=9.8m/s2 、 R地 =6400kmgRGM 2=即 ： 1).第 一 宇 宙 速 度 地地 gRv RGM = 代 值 ,有 V = 7.9 km/s . 已 知 G=6.67 10-11N.m2/kg2 、 M地 =5.98 1024kg 、 R地 =6400km 注 意 : (1). V = 7.9 km/s是 在 地 球上 發(fā) 射 一 顆 衛(wèi) 星 的 最 小 發(fā) 射 速度 ,此 速 度 在 數(shù) 值 上 是 所 有 繞地 運(yùn) 行 的 衛(wèi) 星 中 的 最 大 運(yùn) 行 速度 . (2). 第 一 宇 宙 速 度 是 指發(fā) 射 速 度 . (3). 不 同 星 體 ,由 于 質(zhì) 量 不同 ,其 第 一 宇 宙 速 度 也 不 相同 . 2） .第 二 宇 宙 速 度教 材3） .第 三 宇 宙 速 度教 材 .V =11.2km/sV = 16.7km/s 五 .同 步 通 訊 衛(wèi) 星T=24h H=36000km赤 道 上 空 五 .同 步 通 訊 衛(wèi) 星1.同 步 通 訊 衛(wèi) 星 的 離地 高 度 和 運(yùn) 行 速 度 T = 24h = T自 轉(zhuǎn) 代 值 解 得因 為 ,m=h)+(R)(=G: h+Rv22h)+(RMm 22 Tm R = 6400km h = 3.56 104 km v = 3.1km/s mh R 小 結(jié) ： 所 有 的 同 步 通 訊 衛(wèi) 星 的周 期 都 等 于 地 球 的 自 轉(zhuǎn) 周 期 ， 它 們都 位 于 赤 道 平 面 ， 以 相 同 的 角 速 度 、線 速 度 和 周 期 與 地 球 保 持 相 對 靜 止做 勻 速 圓 周 運(yùn) 動 。 2.同 步 通 訊 衛(wèi) 星 的 軌 道 平 面思 考 ：同 步 通 訊 衛(wèi) 星 為 什 么 應(yīng)位 于 赤 道 平 面 ？ 3。 同 步 通 訊 衛(wèi) 星 的 覆 蓋 范 圍要 實(shí) 現(xiàn) 全 球 通 訊 ， 至 少 需 要幾 顆 同 步 通 訊 衛(wèi) 星 ？ 4同 步 通 訊 衛(wèi) 星 的 發(fā) 射 .極 地 同 步 衛(wèi) 星 中 國 的 衛(wèi) 星 事 業(yè) 始 于 年 代 。 年 月 ， 毛 澤 東 提 出 中 國 自 己 制 造 人 造 衛(wèi) 星 的 設(shè) 想 。 年 月 ， 中 科 院 組 建衛(wèi) 星 設(shè) 計(jì) 院 ， 開 始 擬 定 中 國 第 一 顆 人 造 衛(wèi) 星 的 總 體 方 案 。 年 月 日 ， 中 國 成 功 地 發(fā) 射 了 第 一 顆 人 造 地 球 衛(wèi) 星 ，成 為 世 界 上 繼 蘇 、 美 、 法 、 日 之 后 第 個(gè) 能 夠 獨(dú) 立 研 制 和 發(fā) 射人 造 衛(wèi) 星 的 國 家 。 以 后 ， 中 國 又 相 繼 成 功 地 研 制 和 發(fā) 射 了 科 學(xué)試 驗(yàn) 衛(wèi) 星 、 返 回 式 衛(wèi) 星 、 靜 止 軌 道 通 信 衛(wèi) 星 ， 掌 握 了 世 界 上 只有 少 數(shù) 幾 個(gè) 國 家 具 有 的 衛(wèi) 星 返 回 、 一 箭 多 星 、 衛(wèi) 星 同 步 定 點(diǎn) 等技 術(shù) 。 年 月 日 ， 中 國 首 次 承 攬 了 對 外 發(fā) 射 服 務(wù) 的項(xiàng) 目 ， “ 長 征 三 號 ” 運(yùn) 載 火 箭 在 西 昌 衛(wèi) 星 發(fā) 射 中 心 成 功 地 發(fā) 射了 “ 亞 洲 一 號 ” 衛(wèi) 星 ， 標(biāo) 志 著 中 國 火 箭 進(jìn) 入 了 世 界 衛(wèi) 星 發(fā) 射 市場 。 截 至 年 月 ， 中 國 已 成 功 發(fā) 射 人 造 地 球 衛(wèi) 星 多 顆 ， 其 中 國 外 衛(wèi) 星 共 顆 ， 包 括 “ 亞 洲 一 號 ” 、 “ 亞 洲 二號 ” 、 “ 亞 太 一 號 ” 、 “ 亞 太 一 號 ” 、 “ 艾 科 斯 達(dá) 一 號 ” 、“ 鑫 諾 一 號 ” 、 兩 顆 澳 大 利 亞 通 信 衛(wèi) 星 ， 以 及 搭 載 發(fā) 射 的 巴 基 斯 坦 科 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 衛(wèi) 星 和 瑞 典 的 弗 利 亞 衛(wèi) 星 等 。 中 國 自 行 研 制 并 發(fā) 射 成 功 的 顆 人 造 地 球 衛(wèi) 星 ， 共 個(gè) 系 列 。 其 中 返 回 式 遙 感衛(wèi) 星 顆 ， 通 信 廣 播 衛(wèi) 星 顆 ， 氣 象 衛(wèi) 星 顆 ， 其 他 各 類 科學(xué) 探 測 、 技 術(shù) 試 驗(yàn) 衛(wèi) 星 顆 六 、 黑 洞脫 離 速 度 大 于 光 速 的 天 體理 論 計(jì) 算 表 明 :物 體 要 從 質(zhì) 量為 M,半 徑 為 R的 天 體 表 面 克 服萬 有 引 力 逃 逸 出 去 ,它 的 速 度必 須 達(dá) 到 根 據(jù) 公 式 有