同步卫星的发射

一：如图 所示，发射地球同步卫星时，可认为先将卫星发射至距地面高度为 h 1 的圆形近地轨道上，在卫星经过

（1）设地球质量为 M，卫星质量为 m，万有引力常量为G卫星在近地轨道圆运动，由万有引力和牛顿第二定律，有： G mM (R+ h 1 ) 2 =ma----①物体在地球表面受到的万有引力等于重力 G mM R 2 =mg-----②由 ①②式联立解得 a=（ R R+ h 1 ） 2 g （2）设同步轨道距地面高度为h 2 ，由万有引力和牛顿第二定律，有： G mM (R+ h 2 ) 2 =m（ 4π T ） 2 （R+h 2 ）--③由②③式联立解得：h 2 = 3 gR 2 T 2 4π 2 -R答：（1）卫星在近地圆形轨道上运动时的加速度大小是（ R R+ h 1 ） 2 g （2）同步卫星轨道距地面的高度是 3 gR 2 T 2 4π 2 -R．

二：同步卫星环绕速度和发射速度有什么不同？

发射速度必须大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，同步卫星只有一个轨道，卫星距离地球的高度约为36000 km，环绕速度为3.1公里/秒

三：发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，经远地点时再次点火，

A、设卫星和地球的质量分别为m和M，卫星速率为v，轨道半径为r，则有 GMm r 2 = mv 2 r ，得到 v= GM r ，可见半径小，速率大．故A错误，B正确．C、根据牛顿第二定律得a= GM r 2 ，卫星在轨道1上经过Q点的加速度等于它在轨道2上经过Q点的加速度，故C错误D、根据牛顿第二定律得a= GM r 2 ，卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度，故D错误故选B．

四：发射地球同步卫星要经过三个阶段：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后使其沿椭圆轨道2运行，最后将卫星送入

根据万有引力提供向心力GMmr2＝mv2r=ma，得v=GMr，a=GMr2A、因为a=GMr2，所以卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过 Q点时的加速度．故A正确；B、卫星在轨道1上经过Q点时要加速，做离心运动才能进入轨道2，故卫星在轨道1上经过Q点时的动能小于它在轨道2上经过Q点时的动能，故B错误；C、因为v=GMr，所以卫星在轨道3上的速度小于它在轨道1上的速度，根据动能定义式Ek＝12mv2，可知卫星在轨道3上的动能小于它在轨道1上的动能．故C正确；D、离地面越高，引力势能越大，故卫星在轨道3上的引力势能大于它在轨道1上的引力势能，故D错误．故选：AC．

五：同步卫星的发射地点必须要在赤道上吗，如果不是中国的同步卫星是在那发射的，如何进入赤道上方的？

如果是发射地球同步轨道卫星，发射地点最好是在赤道上。这是为了最大程度地利用地球自转力，节省发射时的燃料消耗。例如欧洲航天局位于南美洲法属圭亚那的库鲁航天发射场，就几乎是在赤道上。

但也不是必须在赤道上。只要尽可能靠近赤道就行了。例如美国佛罗里达半岛上的卡纳维拉尔角的航天发射场、日本种子岛的航天发射场，就都不是在赤道上。前苏联由于国土靠北，没有接近赤道的地方，就只好在哈萨克斯坦发射，所需要的燃料就多一些。

我国用于发射地球同步轨道卫星的发射场是四川的西昌卫星发射中心，也是在国土上比较靠南的地方。现在又在海南省文昌建设了卫星发射场，算是国土内最靠南的地方了，也是尽可能靠近赤道的意思。

地球同步轨道卫星发射后，不管是在哪里发射的，都要进行变轨，就是调整卫星的运行轨道。一是要调整飞行方向，保持与地球自转方向一致。二是调整飞行速度，让卫星刚好24小时围绕地球运行一圈。三是调整卫星轨道高度，保持在距离地面3.6万千米的高度上。这些调整都是依靠发射火箭的末级发动机（用于提高卫星轨道高度）和卫星自带的小型发动机（用于调整卫星的运行方向和速度）来实现的。同时，卫星自带的小型发动机也用于保持卫星的飞行姿态和维持飞行高度。

六：发射地球同步卫星过程示意图如图所示．首先将卫星发射到近地的轨道1，运行速度大小为υ1，加速度大小为a1

A、根据v=GMr，可知，v1＞v3，根据牛顿第二定律得a=GMr2，在卫星在近地圆轨道上经过P点时的加速度等于在椭圆转移轨道上经过P点的加速度，因此a1=ap，故A正确，B错误；C、根据近点速度大，远点速度小，则有vP＞vQ，根据牛顿第二定律得a=GMr2，在卫星在转移轨道上经过Q点时的加速度等于在椭圆转移轨道上经过Q点的加速度，因此a1＞a3，故C正确，D错误故选：AC．

七：发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫

A、根据万有引力提供向心力得GMmr2=mv2 r=ma速度v=GMr，所以卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故A错误；B、先将卫星发射至近地圆轨道1，圆轨道1的运行速度为7.9km/s，卫星在椭圆轨道2上的近地点Q，要作离心运动，则其的速度一定大于7.9km/s，而在远地点P，半径大于地球半径，线速度一定小于7.9km/s，故B正确；C、先将卫星发射至近地圆轨道1，圆轨道1的运行速度为7.9km/s，卫星在椭圆轨道2上的近地点Q，要作离心运动，所以卫星在轨道2上经过Q点的速度大于卫星在轨道1经过Q点的速度，所以卫星在轨道2上经过Q点的引力加速度一定小于它在轨道2上经过Q点时的向心加速度，故C正确；D、从轨道2到轨道3，卫星在P点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，所以卫星在轨道2上经过P点速度小于它在轨道3上经过P点速度，所以卫星在轨道2上经过P点时的向心加速度一定小于它在轨道3上经过P点时的向心加速度．故D错误；故选：BC．