第六章 萬有引力定律（五、人造衛星宇宙速度）
對于靠近地面運行的人造衛星，可以認為此時的r近似等于地球的半徑r，則
或者：mg=mv2/r v==7.9km/s
教師：這個速度就是人造衛星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度，叫第一宇宙速度。
4.討論：
①第一宇宙速度是衛星繞地球的最大速度，為什么？
②為什么說第一宇宙速度是發射人造衛星的最小速度
學生討論后，教師總結：
第一宇宙速度v=7.9km/s可理解成：
(1)是發射衛星進入最低軌道所必須具有的最小速度。
(2)是衛星進入軌道正常運轉的最大環繞速度，即所有衛星的環繞速度均小于7.9km/s。
過渡：如果衛星進入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,此時衛星的運行軌道又如何呢？
5.教師講解，并用多媒體模擬：
①當人造衛星進入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它繞地球運動的軌跡就不是圓形，而是橢圓。
②當衛星從地面飛出時的速度大于或等于11.2km/s時，衛星就會脫離地球的引力，不再繞地球運行，為太陽的行星這個速度叫做第二宇宙速度，也叫脫離速度。
③當衛星從地面上飛出時的速度大于或等于16.7km/s,則能脫離太陽的束縛，進入太陽系以外的宇宙空間中去，這個速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。
（二）地球同步衛星
下面我們再來研究一種衛星──同步通信衛星。這種衛星繞地球運動的角速度與地球自轉的速度相同，所以從地面上看，它總在某地的正上方，因此叫同步衛星。這種衛星一般用于通訊，又叫同步通訊衛星。我們平時看電視實況轉播時總聽到解說員所說的太平洋上空或印度洋上空的衛星都是通訊衛星，在北京上空有沒有同步衛星呢？同步衛星有何特點呢？
若在北緯或南緯某地上空真有一顆同步衛星，那么這顆衛星軌道平面的中心應是地軸上的某點，而不是地心，其需要的向心力也指向這一點。而地球所能夠提供的引力只能指向地心，所以北緯或南緯某地上空是不可能有同步衛星的。另外由于同步衛星的周期與地球自轉周期相同，所以此衛星離地球的距離只能是一個定值。換句話說，所有地球的同步衛星只能分布在赤道正上方的一條圓弧上，而為了衛星之間不相互干擾，大約3度角左右才能放置一顆衛星，地球的同步通訊衛星只能有120顆。可見，空間位置也是一種資源。(讓學生推導同步衛星的高度)。
同步通訊衛星的特點：1.在赤道平面內。2.與地球自轉方向相同。3.高度一定。
值得說明的是：衛星在發射的過程中處于超重狀態，和在升降機中相同。衛星進入軌道，在正常運行的過程中，衛星中的物體處于完全失重狀態，凡是工作原理與重力有關的儀器（天平，水銀氣壓計）在衛星中都不能正常使用，凡是與重力有關的實驗都無法進行。
地球同步衛星是指運轉周期與地球自轉周期相同，與地球同步轉動，相對于地面上某一點始終保持靜止的人造衛星。有一下特點：
（1）周期、角速度與地球相同，即t＝24h
（2）軌道確定。因為ω、t與地球相同，又在做勻速圓周運動，所以只能在赤道面上與地球自轉同步，所有地球同步衛星的軌道均在赤道平面內，且離地面的高度和環繞速度相同。