高中物理：人造卫星考试解读！

一言不合就上天......

A：暗号，北京烤鸭。

B：上海姜葱鸡！

前排导读：

昨天说了人造卫星的变轨问题，今天，我再来说一下人造卫星分析计算中的注意点。

今天要说的，我总结为下面两个内容：

①人造卫星运动的基本模型

②人造卫星运动的主要关系式和注意点。

（全部思维导图，可以直接跳到文末）

【1】

人造卫星与圆周运动

同步卫星模拟演示

人造卫星运动的分析与计算，是这一部分的一个主要考点，我认为一般以考察分析运算能力为主。

实际上，人造卫星的运动，可以看成一种特殊的圆周运动。

所以，我在分析的时候，更多是把它看成匀速圆周运动来分析，而不是人造卫星等新的内容。（关于圆周运动的具体做法，我在之前的文章中有细说）

我把它总结成下面两个方面的主要内容：

运动模型

卫星绕着天体运动，它做的就是匀速圆周运动。

主要关系式

那么，做匀速圆周运动的物体，最主要的关系式就是：合外力=向心力

也即是说，在解题的过程中，如果能够正确列出这个式子，基本就能够把问题解决了。

【2】

人造卫星

（点击查看思维导图）

前面说了，人造卫星的运动，就是匀速圆周运动，也即是把握一个主要关系：合外力=向心力。

但为什么人造卫星的题目，特别容易出错？

我认为主要的原因，是因为在不同的情况下，没办法弄清楚卫星受到的合外力的原因。

我把这些情况总结为下面两种：

①远离地球：

远离地球的情况，比较简单，主要关系式就是：万有引力=向心力。

也就是说，如果题目没说卫星在地面附近运动，那么卫星在太空中，就只能受到一个万有引力，这个万有引力，就是它的向心力。

②地面附近：

卫星在地面附近运动的情况，情况就比较复杂一些了，因为两个近似关系：

卫星轨道=地球半径

卫星在近地面运动的时候，由于它距离地球很近，所以运动轨道半径与地球半径差不多，互相代替之后，产生的误差也在可接受范围。

所以，这种情况下，计算卫星的向心力，或者地球的体积，这两个量看成相等的。

万有引力=重力

近地面附近，最主要的近似关系就是：万有引力=重力。

因为这时候距离地球表面很近，因而可以把重力与万有引力看成是一样的。

那么，根据卫星做匀速圆周运动的主要关系式：合外力=向心力。

在近地面的情况下，合外力既可以是重力，也可以是万有引力。

由此，主要关系式就变成了两个：

重力=向心力。（如果知道重力加速度g，就用这个关系式）

万有引力=向心力。（如果知道地球的质量，就用这个关系式

【3】

人造卫星解题步骤

（点击查看思维导图）

人造卫星的解题，我认为重点在于列出主要的关系式。

特别是在近地面运动的情况下的关系式。

某课外科技小组长期进行天文观测，发现某行星周围有众多小卫星，这些小卫星靠近行星且分布相当均匀，经查对相关资料，该行星的质量为M.现假设所有卫星绕该行星的运动都是匀速圆周运动，已知引力常量为G。

测得离行星最近的一颗卫星的运动轨道半径为r，若忽略其他小卫星对该卫星的影响，求该卫星的运行速度v。

解题过程：（我来做一个简单的示范）

①判断类型：

题目中提示了行星的质量为M，这个问题明显属于远离行星（地球）的情况。主要关系式：万有引力=向心力。

②列式计算：

列出主要关系式：

根据这个关系式，则可以求出卫星的速度：V

【4】

整体思维导图

（点击查看思维导图）

人造卫星计算

人造卫星变轨

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