第 14 讲 人造卫星 宇宙航行考点 l 人造地球卫星的轨道平面特征 不论人造地球卫星的轨道形状如何，轨道平面必须经过地球的质心(可认为地球的质心即为地球的球心)． 人造卫星的轨道问题 在地球上空绕地球运行的人造地球卫星所受的力是地球对它的万有引力，卫星既可绕地球做圆周运动，也可绕地球做椭圆运动。在中学阶段我们主要研究绕地球做匀速圆周运动的卫星。 卫星绕地球敞匀速圆周运动时靠地球对它的万有引力充当向心力．地球对卫星的万有引力指向地心。而做匀速圆周运动的物体的向心力时刻指向它做圆周运动的圆心，因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合。而这样的轨道有多种，其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过两极点上空的极地轨道，当然也应存在着与赤道平面成某一角度的圆轨道，只要圆心在地心，就可能是卫星绕地球运行的圆轨道．如图 15—2 所示．【考题 1】可以发射这样的人造地球卫星，其圆轨道 ( )． A．与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆 B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆 C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的 D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但相对地球表面是运动的 【解析】万有引力提供人造卫星绕地球运动的向心力。 A 选项的情景如图 15 一 l 甲所示，0 为地心，0’为某纬度面上卫星圆轨道的圆心(在地轴上)．由图可看出万有引力的一个分力提供卫星做圆周运动的向心力，万有引力的另一个分力会使卫星离开该纬度平面．则 A 选项错误。B 选项的情景如图 15—1 乙所示，万有引力全部提供了卫星做圆周运动的向心力。由于地球自转，轨道平面不会固定于某一经线决定的平面。则 B 选项错误． C 选项的情景如图 15—1 丙所示，赤道上空所受到的万有引力全部用来提供卫星做圆周运动的向心力，只要在一定的高度，卫星的运动周期与地球自转周期相同，形成卫星与地面相对静止，即同步卫星，则 C 选项正确． 在 D 选项的情景中．只要不在同步卫星轨道上的卫星均是相对地球表面运动的．故 D 选项正确． 【答案】 C、D 【变式 1—1】如图 15—3 所示，图中的圆 a、b、c，其圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言( ) A．卫星的轨道可能为 a B．卫星的轨道可能为 b C．卫星的轨道可能为 c D．同步卫星的轨道只可能为 b 考点 2 在轨卫星运动参量与半径的关系 卫星的各...
