第 5 节 宇宙航行 第 6 节 经典力学的局限性要点一 人造地球卫星1．运行规律(1)人造卫星的运行速率：由 G＝得 v＝ ，即为人造卫星绕地球做匀速圆周运动时的线速度．说明轨道半径越大，卫星做圆周运动的线速度就越小；当 r＝R 时，卫星绕地面运行，v＝ ＝＝7.9 km/s，这是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度．又 GM＝gR2，所以 v＝ .要注意卫星绕地球运行的线速度与将卫星送入预定轨道运行时所必须具有的发射速度不是一回事．由于发射过程中要克服重力和空气阻力做功，卫星的动能会越来越小，所以卫星要借助多级火箭来获得必要的速度．发射速度越大，卫星离地面越高，实际绕地球运行的线速度反而越小．(2)人造卫星的运行周期：由 G＝mr，得 T＝2π .说明轨道半径越大，卫星做圆周运动的周期就越大；当 r＝R 时，T＝2π ，这是卫星绕地球做圆周运动时所需的最短时间．又 GM＝gR2，所以 T＝2π .(3)人造卫星的运行角速度：由 ω＝，得 ω＝；当 r＝R，ω＝ ，这是卫星绕地球做圆周运动时的最大角速度．因此，卫星运行的线速度、周期、角速度与轨道半径的关系是 v＝ ＝ ，T＝2π ＝2π ，ω＝ ＝ .2．卫星的轨道和种类(1)卫星的轨道卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道，也可以是圆轨道．卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭圆的一个焦点，其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律．卫星绕地球沿圆轨道运行时，由于地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以，地心必须是卫星圆轨道的圆心．卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步卫星)，也可以和赤道平面垂直，还可以和赤道平面成任一角度．(2)卫星的种类卫星的种类主要是按卫星有什么样的功能来进行命名的．主要有侦察卫星、通信卫星、导航卫星、气象卫星、地球资源勘测卫星、科学研究卫星、预警卫星和测地卫星等种类．要点二 三个宇宙速度宇宙速度是在地球上满足不同要求的发射速度，不能理解成卫星的运行速度．1．第一宇宙速度(环绕速度)：指人造卫星近地环绕速度，它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，v＝7.9 km/s.设地球质量为 M，卫星质量为 m，卫星到地心的距离为 r，卫星做匀速圆周运动的线速度为 v，根据万有引力定律和牛顿第二定律得 G＝m，v＝ .应用近地条件 r≈R(R 为地球半径)，取 R＝6 400 km，M＝6×1024 kg，则 v＝ ＝7.9 km/s...
