同步衛(wèi)星

近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星及赤道上物體的運(yùn)行問題對(duì)近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星有F萬＝F向,兩者都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則有r近＜r同,所以a近＞a同,v近＞v同,ω近＞ω同,T近＜T同.同步衛(wèi)星與赤道上的物體角速度相同,則有ω同＝ω物,T同＝T物,因?yàn)閞同＞r物＝R,由v＝ωr,a＝ω2r可知,v同＞v物,a同＞a物.綜上,近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星與赤道上物體相比,有r同＞r近＞r物,v近＞v同＞v物,ω近＞ω同＝ω物,T近＜T同＝T物,a近＞a同＞a物.例4如圖4所示,a

理論推理地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度和發(fā)射角以地球同步衛(wèi)星為例，如圖1，設(shè)初速度v0與水平方向成α角，同步衛(wèi)星要上升至距地面高度為h0的高空做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度為v1，求同步衛(wèi)星的發(fā)射速度？(已知：G=6.67×10-11N·m2/kg2,M=5.96×1024kg,R=6.37×106m，h0=3.6×107m,ω地=7.29×10-5rad/s)綜合分析：同步衛(wèi)星在距離地面高度為h0過A位置的面內(nèi)以線速度v1，半徑為R+h0做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此高度處的v′2

時(shí)鐘發(fā)生器、同步衛(wèi)星接收機(jī)、同步激勵(lì)器、調(diào)頻功放等設(shè)備，分布在5個(gè)遠(yuǎn)程機(jī)房。由于監(jiān)測(cè)中心機(jī)房和發(fā)射臺(tái)站機(jī)房距離遠(yuǎn)，發(fā)射站點(diǎn)較為分散，給系統(tǒng)組網(wǎng)調(diào)試、日常維護(hù)管理、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)控等工作帶來了極大的不便。因此，建立一套高效、可靠的發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)很有必要。發(fā)射機(jī)房與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸通道考慮使用基于4G/5G的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN）網(wǎng)絡(luò)通道。3 設(shè)計(jì)原理3.1 調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)工程完成后本系統(tǒng)的技

同一平面內(nèi)，同步衛(wèi)星的軌道就是赤道軌道的一種。圖1(2)極地軌道。如圖2所示，衛(wèi)星的軌道經(jīng)過地球的南北兩極，如極地氣象衛(wèi)星的軌道就屬于極地軌道。圖2(3)其他軌道。除赤道軌道和極地軌道以外的衛(wèi)星軌道，如圖3所示。圖3不管是何種軌道，其軌道的圓心必與地球的球心重合。4.宇宙速度(1)第一宇宙速度(環(huán)繞速度)。使人造衛(wèi)星環(huán)繞地球表面附近作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在地面附近的最小發(fā)射速度，其大小為v1=7.9 km/s。第一宇宙速度的粗略計(jì)算方法：(2)第二宇宙速度(脫離

題型有三種：同步衛(wèi)星問題；雙星問題；衛(wèi)星變軌問題.2.1 同步衛(wèi)星問題同步衛(wèi)星在地球的赤道面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力.①②由①②可以得出結(jié)論：高軌低速長(zhǎng)周期.關(guān)于同步衛(wèi)星問題的六個(gè)一定:(1)角速度一定.(2)周期一定.(3)線速度的大小一定.(4)線速度的方向一定.(5)向心加速度的大小一定.(6)衛(wèi)星離地的高度一定.例1同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止，猶如懸在高空中，下列說法不正確的是( ).A.同步衛(wèi)星處于平衡狀態(tài)B.同步衛(wèi)星的速率是唯一的C.同步

類，有沒有比同步衛(wèi)星更高的人造衛(wèi)星？人造地球衛(wèi)星按軌道離地面的高度，可分為低軌道、中軌道和高軌道;按軌道形狀分可分為圓軌道和橢圓軌道;按飛行方向分可分為順行軌道（與地球自轉(zhuǎn)方向相同）、逆行軌道（與地球自轉(zhuǎn)方向相反）、赤道軌道（在赤道上空繞地球飛行）和極軌道（經(jīng)過地球南北極上空）。按實(shí)際用途可分為科學(xué)衛(wèi)星，技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星三大類。 現(xiàn)在在太空中飛行的衛(wèi)星中以應(yīng)用衛(wèi)星最多，它又可分為通信衛(wèi)星，氣象衛(wèi)星，偵察衛(wèi)星，導(dǎo)航衛(wèi)星，測(cè)地衛(wèi)星，地球資源衛(wèi)星，截?fù)粜l(wèi)星

道半徑與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑的比值約為（ ）A. B. C. D.【解析】繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力，可則由于一個(gè)火星日的時(shí)長(zhǎng)約為一個(gè)地球日，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則飛船的軌道半徑則? ?故選D。? 二、題目評(píng)析1.情景新穎，緊扣時(shí)代脈搏，培養(yǎng)愛國情懷。題目中涉及到“祝融號(hào)”火星車，“天問一號(hào)”探測(cè)器等我國目前發(fā)射的航天器，并以地球同步衛(wèi)星和繞火星飛行的飛船為情景，考查學(xué)生萬有引力與航天的相關(guān)知識(shí)，提醒學(xué)生關(guān)注我國航天事業(yè)，了

1 已知地球同步衛(wèi)星可以相對(duì)氣球靜止，故又稱對(duì)地靜止衛(wèi)星，其運(yùn)行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向一致.試問，為了覆蓋整個(gè)地球赤道，至少需要設(shè)置幾顆地球同步衛(wèi)星？( ).A.一顆 B.兩顆 C.三顆 D.四顆圖1解析首先假設(shè)出極限狀態(tài)，繪制出簡(jiǎn)單的示意圖.如圖1所示，虛線平面表示地球赤道平面，假定地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行軌道與赤道平面重合，出于一種相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，且進(jìn)一步假定衛(wèi)星信號(hào)沿直線傳播.此時(shí)，設(shè)定出極限情況，類似于手電筒照射到圓球上的結(jié)果，若是衛(wèi)星距離地球的距離足夠遠(yuǎn)，

置適當(dāng)?shù)牡厍?span id="j5i0abt0b" class="hl">同步衛(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通訊。目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍。假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為( )。A．1 h B．4 h C．8 h D．16 h解析方法：幾何圖形法。本題隱含要求學(xué)生能建構(gòu)天體運(yùn)動(dòng)幾何模型，這一設(shè)置，充分體現(xiàn)了物理學(xué)科所的核心素養(yǎng)能力要求。設(shè)地球半徑為R，本題要求學(xué)生能獨(dú)立畫出只用三顆地球同步衛(wèi)星使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線

的衛(wèi)星，叫做同步衛(wèi)星。其特點(diǎn)為六個(gè)“一定”：①軌道平面一定。同步衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)的軌道平面一定與地球的赤道面重合。②周期一定。同步衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，即T=24 h。2.三大關(guān)系(1)天體的繞行速度、角速度和周期與半徑的關(guān)系(2)運(yùn)行速度、發(fā)射速度和宇宙速度間的關(guān)系發(fā)射速度是指衛(wèi)星隨火箭一起上升過程結(jié)束后與火箭分離時(shí)的速度；運(yùn)行速度是指衛(wèi)星在空中繞地球正常運(yùn)行時(shí)的速度；宇宙速度是三個(gè)特定的臨界發(fā)射速度，如

行周期。2.同步衛(wèi)星：與地球相對(duì)靜止。同步衛(wèi)星的運(yùn)行軌道只能在赤道平面內(nèi)；同步衛(wèi)星的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，為24h；同步衛(wèi)星的角速度與地球的自轉(zhuǎn)角速度相同，為；同步衛(wèi)星距離地球表面的高度；同步衛(wèi)星的運(yùn)行速率同步衛(wèi)星的繞行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同，為自東向西。3.極地衛(wèi)星：經(jīng)過地球的南北兩極，運(yùn)行軌道平面與地球的赤道平面成90°角。四、應(yīng)用萬有引力定律時(shí)需要具體情況具體分析1.根據(jù)決定式判斷衛(wèi)星變軌時(shí)相關(guān)物理量的大小關(guān)系。例1如圖1所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星

自轉(zhuǎn)的物體與同步衛(wèi)星以及近地衛(wèi)星的聯(lián)系這一問題時(shí)，我并沒有按照先講解規(guī)律后應(yīng)用的程序進(jìn)行，而是先讓學(xué)生們作了一道習(xí)題，多數(shù)同學(xué)的解法如下面解法一。原題：同步衛(wèi)星離地心為r,運(yùn)行速度為V1，加速度為a1,地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的速度為V2，加速度為a2，地球半徑為R，則下列比值正確的是（ ）解法一：設(shè)地球質(zhì)量為。衛(wèi)星質(zhì)量為。赤道上物體質(zhì)量為我找了一個(gè)學(xué)生代表，把以上解法板書到黑板上，我問這種解法及解題過程有錯(cuò)誤碼？學(xué)生們一致認(rèn)為是正確的，我不動(dòng)聲色地在黑

實(shí)鏡頭！01同步衛(wèi)星上的方案宇宙天梯居然能像高層樓房里的電梯那樣，用漫長(zhǎng)的大圓管子做成電梯通道，將宇宙中運(yùn)行的人造衛(wèi)星，與地面上固定的地點(diǎn)連接起來，使那些不是宇航員的普通旅客，也能乘電梯自由自在地在宇宙和地球之間旅行，這真是一個(gè)大膽的設(shè)想！然而，這個(gè)令人神往的方案，是科學(xué)家們經(jīng)歷了一番廢寢忘食的思考和實(shí)驗(yàn)，才慎重提出來的哩！卜 原來，在圍繞地球運(yùn)行的人造衛(wèi)星中，有一種叫作“地球同步衛(wèi)星”，它們運(yùn)行在地球赤道上空大約35800公里的軌道上。對(duì)于地球上任意一點(diǎn)

種名叫“地球同步衛(wèi)星”，它們?cè)诘厍虺嗟郎峡沾蠹s35800公里的軌道上運(yùn)行。對(duì)于地球上任意一點(diǎn)來說，這些同步衛(wèi)星全都是靜止不動(dòng)的，它們就好像一個(gè)個(gè)高懸在無形電線桿上的電燈。由于有“不動(dòng)”的特點(diǎn)，科學(xué)家計(jì)劃將來把大量的大型人造衛(wèi)星，設(shè)置在這個(gè)同步軌道上。例如，未來的大型宇宙太陽能電站、大型通信和廣播電視站、大型多學(xué)科天空實(shí)驗(yàn)室，以及大型宇宙移民太空城等?？傊?，未來將有大量的人員和物資，需要頻繁地穿梭于地球與同步衛(wèi)星之間。這么多的人員和物資，采用什么方法進(jìn)行運(yùn)送

實(shí)驗(yàn)三：地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星是學(xué)生從未親眼見過的，學(xué)生無法站在地面看見地球同步衛(wèi)星，這使得學(xué)生分析同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)存在困難.以往教學(xué)中教師通常借助于視頻，但是在判斷此類問題時(shí)，學(xué)生也只能在視頻或課件中以旁觀者的角度去觀察.本實(shí)驗(yàn)利用攝像頭，通過實(shí)驗(yàn)的方法幫助學(xué)生“站在地面”去觀察同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)情況，幫助學(xué)生“親眼看到”同步衛(wèi)星.(1)教具準(zhǔn)備用泡沫制作人造衛(wèi)星的小模型，衛(wèi)星模型大小要參考三球儀的大小，本次實(shí)驗(yàn)選用的衛(wèi)星模型大小為2 cm×0.8 c

國力的體現(xiàn).同步衛(wèi)星不僅與現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān)，而且具有與其他衛(wèi)星不同的特點(diǎn)，為幫助同學(xué)們加深對(duì)同步衛(wèi)星的理解和應(yīng)用，將相關(guān)知識(shí)總結(jié)如下.一、對(duì)地球同步衛(wèi)星的理解地球同步衛(wèi)星是相對(duì)地球表面靜止的穩(wěn)定運(yùn)行衛(wèi)星.有如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）地球同步衛(wèi)星的軌道平面：非同步人造地球衛(wèi)星的軌道平面可與地軸有任意夾角，而同步衛(wèi)星一定位于赤道的正上方，不可能在與赤道平行的其他平面上.（2）地球同步衛(wèi)星的周期：地球同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球白轉(zhuǎn)周期相同，二、為什么同步衛(wèi)星的軌道與地球

最慢的是地球同步衛(wèi)星（目前還沒有高度超過同步衛(wèi)星的人造地球衛(wèi)星），其值大約為3.1 km/s.地球的天然衛(wèi)星——月球的高度高于地球同步衛(wèi)星高度，所以月球繞行速度小于3.1 km/s（即同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度）.例1 “北斗”衛(wèi)星定位系統(tǒng)由地球猙止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）、中軌道衛(wèi)星和傾斜繞行衛(wèi)星組成.地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運(yùn)行，它們距地面的高度分別約為地球半徑的6倍和3.4倍，下列說法中正確的是（）A.中軌道衛(wèi)星的加速度大小約為靜止軌道衛(wèi)星的2.

包括5顆地球同步衛(wèi)星和30顆非地球同步衛(wèi)星，以下說法正確的是 （）A.這5顆地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度B.這5顆地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期都與地球自轉(zhuǎn)周期相等C.這5顆地球同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的加速度大小不一定相同D.為避免相撞，不同國家發(fā)射的地球同步衛(wèi)星必須運(yùn)行在不同的軌道上4.由于通信和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的 （）A.質(zhì)量可以不同B.軌道半徑可以不同C.軌道平面可以不同D.速率可以不同5.三顆人造衛(wèi)星A、B、C繞地

：萬有引力；同步衛(wèi)星；近地衛(wèi)星；線速度；變軌分析：近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星都是地球衛(wèi)星，都滿足萬有引力提供向心力。比如可以用GMmr2=mv2r比較二者的線速度大小。其他物理量亦是如此。同步衛(wèi)星和地球表面物體角速度相等，周期相等。利用v=ωr和a=ω2r來求解。如果單獨(dú)比較赤道表面物體和近地衛(wèi)星，需要用同步衛(wèi)星做橋梁。題型二：雙星及多星模型例2 宇宙中質(zhì)量相當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)孤立星體通?？梢钥闯呻p星系統(tǒng)，不計(jì)其他星球的吸引，它們彼此對(duì)對(duì)方的萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，二

255-01同步衛(wèi)星是運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同的人造地球衛(wèi)星，它與地球保持相對(duì)靜止，總是位于赤道的正上方；近地衛(wèi)星是指軌道在地球表面附近的衛(wèi)星，計(jì)算時(shí)軌道半徑可近似取地球半徑；赤道物體是靜止在地球赤道的表面上，隨地球自轉(zhuǎn)而繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，與地球相對(duì)靜止。衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)知識(shí)是天體運(yùn)動(dòng)中的重點(diǎn)內(nèi)容，在試題中經(jīng)常出現(xiàn)一些相關(guān)知識(shí)的考查，由于學(xué)生對(duì)這類問題掌握不徹底，導(dǎo)致在解決這類問題時(shí)往往出現(xiàn)混淆知識(shí)概念的情況。為此針對(duì)同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星與赤道物體運(yùn)動(dòng)知識(shí)的異

某衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星，則它始終位于建筑物的上方。該題不屬于這種情況，沒有符合的選項(xiàng)?！军c(diǎn)評(píng)】該題屬于地球一般衛(wèi)星與地球表面上的某一物體的追及相遇問題，等效于地球一般衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星的追及相遇問題。需首先求出地球一般衛(wèi)星角速度的關(guān)系式，再根據(jù)其運(yùn)行高度的可能性來確定地球一般衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度的大小關(guān)系，分別列方程求時(shí)間。二、求相距最近或最遠(yuǎn)時(shí)某星轉(zhuǎn)過的周數(shù)圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比為周期的個(gè)數(shù)，即為圓周運(yùn)動(dòng)的周數(shù)。有兩種方法可用，其一是把

.例如，地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由r3=a2b2c4π2求出.已知式子中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s2，則（）.A.a是地球半徑，b是球自轉(zhuǎn)的周期，c是地球表面處的重力加速度；B.a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度；C.a是赤道周長(zhǎng)，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是同步衛(wèi)星的加速度；D.a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，c是地球表面處的重力加速度.這道題主要考查我們對(duì)于萬有引力的掌握.同步衛(wèi)星m圓周運(yùn)動(dòng)的向

周期和行星的同步衛(wèi)星的軌道半徑。同樣，已知月球繞地球運(yùn)行的周期T1及月球到地球中心的距離R1，或者已知人造地球衛(wèi)星在地面附近的運(yùn)行速度v和運(yùn)行周期T3，均可計(jì)算出地球的質(zhì)量M地(引力常數(shù)G為已知)，如果僅已知地球繞太陽運(yùn)行的周期T2及地球到太陽中心的距離R2或者地球“同步衛(wèi)星”離地面的高度，則不能完成地球質(zhì)量的計(jì)算?！纠?】某物體在地球赤道上受到的重力是它在兩極處受到重力的n倍(n二、地球同步衛(wèi)星問題【例3】“神舟十一號(hào)”載人飛船于2016年10月17日7

源。關(guān)鍵詞：同步衛(wèi)星；慣性系；非慣性系；萬有引力；向心力中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9132（2017）33-0057-02DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.33.031一、把地球作為慣性系我查閱資料，太陽的質(zhì)量是M1=1.9891*1030kg，月球的質(zhì)量是M2=7.349*1022kg，地球的質(zhì)量是M3=5.965*1024kg，太陽和地球的平均距離是r1=1.50*1012m，月

，故有：2.同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)與赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的比較同步衛(wèi)星指定位于赤道上空一定高度上環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的航天器，其運(yùn)動(dòng)周期和角速度都等于地球自轉(zhuǎn)周期和角速度，所以相對(duì)地球靜止不動(dòng)，與地球運(yùn)動(dòng)同步。地球赤道上物體自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)雖與同步衛(wèi)星具有相同周期，但本質(zhì)的區(qū)別仍是向心力的提供來源，同步衛(wèi)星受到的萬有引力全部提供其向心力，故同步軌道半徑r=6R，。=3.1km/s，同步軌道高度處的重力加速度g同=a同=0.25m/s2。物體可在地球表面不同緯度處隨地球自轉(zhuǎn)

林”發(fā)射地球同步衛(wèi)星，并在海上回收火箭第一級(jí)。美國《大眾科學(xué)》雜志7日?qǐng)?bào)道稱，就在發(fā)布最新引擎BE-4一天之后，美國亞馬遜首席執(zhí)行官貝索斯創(chuàng)辦的商業(yè)航天公司藍(lán)色起源又在一則視頻中展示了自己的新型火箭。據(jù)報(bào)道，這份視頻顯示，“新格林”火箭將從位于佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地的36號(hào)發(fā)射臺(tái)升空，把載荷送入太空軌道?；鸺谝患?jí)將垂直降落在海上一艘無人船上。貝索斯介紹，“新格林”火箭可將大約13噸的載荷送往地球同步轉(zhuǎn)移軌道，將約45噸的載荷送往近地軌道。貝索斯稱

線速度.2.同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星，顧名思義，就是在一定程度上和地球是同步的，或者說相對(duì)于地球是靜止的.在同步衛(wèi)星這類運(yùn)動(dòng)模型中，我們需要清楚幾個(gè)重要的點(diǎn)：在物理學(xué)參數(shù)中同步衛(wèi)星的周期與地球是一致的，地球自轉(zhuǎn)周期是24h，即同步衛(wèi)星的周期也是24h；另外，同步衛(wèi)星一定是在地球赤道表面，一般是36000km的運(yùn)行高度；通過幾個(gè)條件就可以求出同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度都是3.1km/s.這些都需要同學(xué)們牢牢記住這不是會(huì)給出的已知條件，這個(gè)需要同學(xué)們記住，因此，通過幾個(gè)默認(rèn)的

0)?對(duì)一道同步衛(wèi)星變軌題的評(píng)析陳小明(銅陵市第一中學(xué)安徽 銅陵244000)摘 要：以2015年高考新課標(biāo)Ⅱ卷第16題為例，分析了發(fā)射場(chǎng)不在赤道的同步衛(wèi)星的變軌過程，并對(duì)題中的難點(diǎn)作了進(jìn)一步討論.關(guān)鍵詞：同步衛(wèi)星變軌非赤道發(fā)射衛(wèi)星變軌是高中物理天體運(yùn)動(dòng)中的常見問題，也是學(xué)生學(xué)習(xí)中的一處難點(diǎn).2015年高考新課標(biāo)Ⅱ卷第16題，重點(diǎn)考查了同步衛(wèi)星的變軌運(yùn)動(dòng)，試題將學(xué)生常見的同一平面內(nèi)變軌拓展為不同平面內(nèi)的變軌，涉及到矢量運(yùn)算、空間構(gòu)圖等，對(duì)學(xué)生的多方面能力進(jìn)

化的模型；②同步衛(wèi)星模型.（2）當(dāng)直接或間接涉及表面重力加速度為g和第一宇宙速度時(shí)就建立貼地衛(wèi)星；當(dāng)涉及地球自轉(zhuǎn)時(shí)就應(yīng)建立同步衛(wèi)星模型.4 活選3個(gè)F（1）3個(gè)F的選擇：在空中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的天體，若題設(shè)條件①直接或間接涉及g和第一宇宙速度時(shí)選擇F重②涉及v、ω 、 T時(shí)選擇F向③涉及中心天體質(zhì)量M或幾個(gè)環(huán)繞天體具有共同中心天體等其它情況時(shí)選擇F引（2）涉及v就選擇F=mv2r；涉及ω就選擇F=mrω2；涉及T就選擇F=m4π2T2r5 解題的基本思路總結(jié)

礎(chǔ)上，對(duì)地球同步衛(wèi)星和不規(guī)則天然衛(wèi)星（木衛(wèi)六）進(jìn)行試驗(yàn)觀測(cè)和數(shù)據(jù)分析。結(jié)果表明：對(duì)于地球同步衛(wèi)星，在赤經(jīng)和赤緯方向的內(nèi)符合精度分別為0.320″和0.280″，而木衛(wèi)六在赤經(jīng)方向和赤緯方向的觀測(cè)精度分別為0.100″和0.105″。較好的天體測(cè)量精度說明了本套光學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)完全可以滿足地球同步衛(wèi)星和較亮天然衛(wèi)星精密定位觀測(cè)的需求。光學(xué)望遠(yuǎn)鏡；天體測(cè)量；同步衛(wèi)星；木衛(wèi)六0　引言大口徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡具有更強(qiáng)的聚光能力、更細(xì)致的空間分辨率，可以觀測(cè)到更遠(yuǎn)更暗的天體。近

相對(duì)性，那么同步衛(wèi)星與地球處于相同的角速度，好像在地球赤道平面的正上方靜止不動(dòng)，那么相對(duì)于地球而言，同步衛(wèi)星是否具有動(dòng)能？”要回答這個(gè)問題，則首先需要對(duì)同步衛(wèi)星的高度以及地球的半徑這兩個(gè)常量進(jìn)行了解。已知，同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期是24h。經(jīng)過計(jì)算，得知同步衛(wèi)星高度與地球半徑分別約為3.6×104km 與6.4×103km?？梢园l(fā)現(xiàn)，同步衛(wèi)星的高度約為地球半徑的5.6 倍。由于同步衛(wèi)星的角速度與地球的角速度相同，但是線速度不同，地球自轉(zhuǎn)的線速度約為465m/s，

周期T。3.同步衛(wèi)星。相對(duì)地球靜止的衛(wèi)星可稱為是地球同步衛(wèi)星。所以地球同步衛(wèi)星特點(diǎn)如下：衛(wèi)星與地球某地保持靜止，那么在石家莊的上空有沒有可能存在地球同步衛(wèi)星？或者說在赤道軌道的上邊或下邊有沒有可能存在地球同步衛(wèi)星？如圖3所示：圖3 同步衛(wèi)星因?yàn)?span id="j5i0abt0b" class="hl">同步衛(wèi)星與地球運(yùn)行的角速度相同，地球又是自西向東轉(zhuǎn)的，所以就決定了地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行軌道與地球的緯度平行。若在石家莊上空有同步衛(wèi)星就是如圖的B點(diǎn)位置，則此衛(wèi)星在B點(diǎn)所在的緯度平面軌道上運(yùn)動(dòng)。而同步衛(wèi)星又在做圓周運(yùn)動(dòng)，

及.（1）求同步衛(wèi)星環(huán)繞地球的飛行速度v；（2）從地球表面發(fā)射同步軌道衛(wèi)星時(shí)的速度v0至少為多少？圖3對(duì)于第（2）問的求解，同樣可將整個(gè)發(fā)射過程建模如下：在地面給衛(wèi)星一合適的初速度v0′，讓衛(wèi)星慣性飛行至遠(yuǎn)地點(diǎn)，可知衛(wèi)星的軌道為橢圓軌道，［1］遠(yuǎn)地點(diǎn)距地球球心的距離為同步衛(wèi)星的軌道半徑；然后再在遠(yuǎn)地點(diǎn)噴氣加速，使同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖3所示.顯然噴氣加速前后機(jī)械能是不守恒的，但是從近地點(diǎn)慣性飛行至遠(yuǎn)地點(diǎn)的過程中，機(jī)械能是守恒的.由機(jī)械能守恒定律

第三定律解決同步衛(wèi)星問題同步衛(wèi)星問題是高中階段學(xué)習(xí)中的常見問題，是人造衛(wèi)星中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)．一般需要掌握同步衛(wèi)星的位置、周期、高度、線(角)速度等，根據(jù)同步衛(wèi)星和其他衛(wèi)星均以地球?yàn)橹行?，符合開普勒第三定律的適用條件，因此利用開普勒第三定律和其他衛(wèi)星的周期或半徑就可求得同步衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的周期和高度等．【例2】月球環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為地球半徑的60倍，其運(yùn)行周期約為27天，現(xiàn)應(yīng)用開普勒定律計(jì)算：在赤道平面內(nèi)，離地多高時(shí)，人造地球衛(wèi)星可隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，就像其停

輝，楊旭海?同步衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)廣播星歷設(shè)計(jì)劉星東1,2,3，雷輝1,2，楊旭海1,2（1. 中國科學(xué)院國家授時(shí)中心，西安 710600；2. 中國科學(xué)院精密導(dǎo)航定位與定時(shí)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710600；3. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049）同步衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)的混合星座主要由GEO和IGSO組成。針對(duì)該系統(tǒng)內(nèi)存在的不同類型衛(wèi)星軌道及GEO的小傾角、小偏心率問題，設(shè)計(jì)了一種利用切比雪夫多項(xiàng)式擬合衛(wèi)星軌道的廣播星歷方案。對(duì)2013年3月的實(shí)測(cè)軌道數(shù)據(jù)進(jìn)

有三種模型：同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、赤道上物體，對(duì)于這三種模型混淆不清常常困擾著我們的學(xué)生，今天我們用一種類比的方法進(jìn)行辨別。一、同步衛(wèi)星是位于赤道上方相對(duì)于地面靜止不動(dòng)的一種人造衛(wèi)星，主要用于全球通信和轉(zhuǎn)播電視信號(hào)。同步衛(wèi)星在赤道上方一定高度環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到地球?qū)λ娜f有引力作用。同步衛(wèi)星具有四個(gè)一定：①定軌道平面：軌道平面與赤道平面共面； ②定運(yùn)動(dòng)周期：與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，即③定運(yùn)行高度；④定運(yùn)行速度。一顆同步衛(wèi)星可以覆蓋地球大約40%的面積

雜電磁環(huán)境下同步衛(wèi)星干擾源高精度快速定位系統(tǒng)”、“寬帶無線移動(dòng)頻率規(guī)劃研究”及參與申報(bào)的“寬帶移動(dòng)通信頻譜高效利用技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研究”三項(xiàng)成果榮獲二等獎(jiǎng)?！皬?fù)雜電磁環(huán)境下同步衛(wèi)星干擾源高精度快速定位系統(tǒng)”以同步軌道衛(wèi)星（C/Ku頻段）為對(duì)象，采用了衛(wèi)星參考源擴(kuò)頻信號(hào)處理、大信號(hào)對(duì)消和干擾信號(hào)快速捕獲等先進(jìn)技術(shù)，可在復(fù)雜電磁環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)對(duì)同步衛(wèi)星干擾源進(jìn)行高精度和快速定位，將鄰星可用度由50%提高到95%以上。“寬帶移動(dòng)通信頻譜高效利用技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研究”對(duì)

包含多個(gè)地球同步衛(wèi)星，這有助于減少我國對(duì)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的依賴，GPS由運(yùn)行周期為12小時(shí)的衛(wèi)星群組成，設(shè)北斗星的同步衛(wèi)星和GPS導(dǎo)航的軌道半徑分別為R1和R2，向心加速度分別為a1和a2，則R1∶R2＝________.a1：a2＝________（可用根式表示）.點(diǎn)評(píng)：同“中”衛(wèi)星具有相同的中心天體，開普第三定律成立，將它們的軌道簡(jiǎn)化為圓軌道后，由軌道半徑就可確定周期，或由周期就可確定軌道半徑，從而找到問題的突破口，使問題得以解決.3 開普勒第三定律對(duì)衛(wèi)

量的計(jì)算(含同步衛(wèi)星)及衛(wèi)星變軌問題．本部分可涉及的物理方法有邏輯推理法和類比法．夢(mèng)想成真部分是進(jìn)行情感教育很好的素材．通過展示人類在宇宙航行領(lǐng)域中的偉大成就，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情．可涉及的物理方法有科學(xué)想象，另外也可培養(yǎng)學(xué)生查找和整合信息的能力．因?qū)φn本內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充及課堂上需展示小組成果，所以計(jì)劃兩課時(shí)完成．1.2 尋找素材本部分為萬有引力定律的具體應(yīng)用，所以問題在設(shè)置時(shí)最好能具有實(shí)際背景．可能用到的背景知識(shí)：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中牛頓的設(shè)想、和平

0km,地球同步衛(wèi)星距地面高度為36 000 km,宇宙飛船和地球同步衛(wèi)星繞地球同向運(yùn)動(dòng),每當(dāng)二者相距最近時(shí),宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號(hào),然后再由同步衛(wèi)星將信號(hào)發(fā)送到地面接收站,某時(shí)刻二者相距最遠(yuǎn),從此刻開始,在一晝夜的時(shí)間內(nèi),接收站共接收到信號(hào)的次數(shù)為(A)4次. (B)6次. (C)7次. (D)8次.其中R1、R2分別是同步衛(wèi)星和宇宙飛船的軌道半徑;T1、T2分別是同步衛(wèi)星和宇宙飛船的運(yùn)動(dòng)周期.代入數(shù)據(jù),可得開始時(shí)刻,宇宙飛船、同步衛(wèi)星和地球的位置

題如下.例.同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面靜止不動(dòng)的地球衛(wèi)星,下列說法正確的是(A)它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方,且離地心的距離可按照需要選擇不同數(shù)值.(B)它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方,但離地心的距離是一定的.(C)它只能在赤道的正上方,但離地心的距離可按照需要選擇不同數(shù)值.(D)它只能在赤道的正上方,且離地心的距離是一定的.參考答案:(D).這道試題很容易讓人理解為:地球同步軌道就是地球靜止軌道.這實(shí)際上是將地球同步軌道與地球靜止軌道混為一談.地球同步軌道與地

星，c為地球同步衛(wèi)星.以下關(guān)于a，b，c的說法中正確的是A.a，b，c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系為aa＞ab＞acB.a，b，c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系為ac＞ab＞aaC.a，b，c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期關(guān)系為Ta＝Tc＞TbD.a，b，c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小關(guān)系為va＝vb＞vc圖1 這類題目讓學(xué)生很頭疼，當(dāng)然正確率也是很低的.究其原因，學(xué)生說：“b，c可以代公式進(jìn)行比較，但a，c就不知用什么公式了.”筆者覺得主要是因?yàn)閷W(xué)生沒從本

袁建平?太陽同步衛(wèi)星的控制現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)隋起勝，袁建平（西北工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院，西安 710072）在介紹太陽同步軌道相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，著重分析了該軌道的高度因素，給出了當(dāng)前在軌太陽同步衛(wèi)星軌道高度的上下限，介紹了幾種典型的低軌道太陽同步衛(wèi)星，同時(shí)給出了太陽同步衛(wèi)星軌道控制方法的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)，最后綜述了當(dāng)前國內(nèi)外太陽同步軌道的軌控模式與維持策略。太陽同步軌道；軌道高度；自主軌控；軌控策略太陽同步軌道SS-O（sun-synchronous orbit）是

船就是地球的同步衛(wèi)星。例1，（選自河北石家莊09年模擬題）衛(wèi)星電話在搶險(xiǎn)救災(zāi)中能發(fā)揮重要作用。第一代、第二代海事衛(wèi)星只使用地球同步衛(wèi)星，不能覆蓋地球上的高緯度地區(qū)。第三代海事衛(wèi)星采用地球同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星結(jié)合的方案，它由4顆同步衛(wèi)星和12顆中軌道衛(wèi)星構(gòu)成，中軌道衛(wèi)星高度為10 354 km，分布在幾個(gè)軌道平面上（與赤道平面有一定的夾角），在這個(gè)高度上，衛(wèi)星沿軌道旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為6 h。則下列判斷正確的是（ ）。A.中軌道衛(wèi)星的線速度小于地球同步衛(wèi)星。B.

射第一顆地球同步衛(wèi)星的報(bào)道■陳祖甲如果說，1970年4月的第一顆衛(wèi)星上天是我國航天事業(yè)的一個(gè)起點(diǎn)的話，那么1984年4月發(fā)射地球同步衛(wèi)星成功則是我國航天事業(yè)新的飛躍。我有幸參加了這次報(bào)道。無需多言，發(fā)射地球同步衛(wèi)星是航天事業(yè)的一件大事。對(duì)這樣的大事進(jìn)行報(bào)道，自然需要做充分的準(zhǔn)備。對(duì)于人造衛(wèi)星技術(shù)我是外行。所以，在1983年9月我隨國防科工委組織的記者團(tuán)到達(dá)西昌發(fā)射基地去采訪。實(shí)際上，這是一次參觀和學(xué)習(xí)，所得頗豐。西昌地處成都平原的外圍，在兩座大山之間有一大

圖62 地球同步衛(wèi)星的軌道分析地球同步衛(wèi)星的軌道平面為什么只能與赤道所在平面共面，對(duì)此有些資料是這樣講的：假設(shè)人造地球衛(wèi)星能在圖7所示的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，它受到的萬有引力的一個(gè)分力提供它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，它的另一個(gè)分力會(huì)將衛(wèi)星拉到赤道所在的平面內(nèi)，所以同步衛(wèi)星的軌道平面只能與赤道平面共面.這種解釋是不嚴(yán)格的，因?yàn)榘催@個(gè)理論，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，衛(wèi)星既跟地球同步，又不斷向下加速，到達(dá)赤道平面后會(huì)繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，即向下減速，于是衛(wèi)星就關(guān)于赤道平面上下運(yùn)動(dòng).而同步衛(wèi)

運(yùn)輸法”，從同步衛(wèi)星上用一根繩索和地球上一點(diǎn)對(duì)接，沿繩索裝配出一個(gè)巨大的管道，并裝上電梯，讓衛(wèi)星和地面連接起來。與此同時(shí)，再裝配出一個(gè)連接同步衛(wèi)星到月球的管道。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)在管道中來往。但是，幾萬千米的空中管道，有什么材料能經(jīng)得住狂風(fēng)的襲擊呢？另外，月球和地球的自轉(zhuǎn)速度不同，從月球到同步衛(wèi)星的管道怎樣設(shè)計(jì)，才能同衛(wèi)星到地球的管道相協(xié)調(diào)呢？因此，這種設(shè)想幾乎也是不可行的。還有不少科學(xué)家認(rèn)為，最可靠的空間運(yùn)輸技術(shù)，也許還是使用飛船?？臻g科學(xué)家的任務(wù)是如何大