為什麼人造衛星在變軌時沿著橢圓軌道運動？（高中物理）

1樓：顏楚隆春

1.能量守恆，重力勢能與動能相互轉化

速率減小是動能轉化成重力勢能，反之

你知道2.離心後由於力與速度不在垂直，實際是成鈍角，這樣力可以分解出一個與速

度相反的力，這樣物體減速，同時另一

個分力使得物體在原速度的垂直方向上

產生一速度，在物體運動的過程中，這

個鈍角不斷加大，物體的速度越來越

小，而此時的實際速度可以分解為一個

水平速度，一個豎直速度，雖然是受

變力但速度的變化趨勢還是可以預見的

豎直速度在減小，水平速度在增大，合

速度在減小，當豎直速度為0時是橢圓

的最遠點。地球是橢圓的一個焦點。

3.從圓變橢圓是由低軌變成變軌軌道時

用的就是離心運動的原理，所以要加速

從橢圓變圓是變軌軌道變成高軌時，由

於動能轉化為重力勢能，和之前分析的

此時橢圓的最高點的速度已很小，小到

比維持高軌的速度還小，所以只有加速

才能變成高軌。

2樓：冉興有求酉

物體以每秒7．9千米的速度，以水平方向丟擲去，就能夠環繞地球執行了。這叫環繞速度(即第一宇宙速度)。但是還沒有掙脫地球的引力範圍，不能飛離地球。

如果我們繼續增加物體的速度，那麼物體雖然還不能掙脫地球的引力作用，但是執行軌道就不是圓形，而是被拉成較扁的橢圓了。速度越快，橢圓軌道就更扁更長。由於發射人造衛星的速度一般總比環繞速度要大(在每秒8～11．2千米之間)，因此衛星飛到地球的另一邊，總要遠一些，軌

道就變成橢圓形的了。當然，最大限度不能超過每秒11．2千米(也就是脫離

速度，即第二宇宙速度)，否則就會擺脫地球的引力而飛出去，像地球一樣圍繞太陽執行，成為人造行星了。

人造衛星的軌道是要根據發射的目的來選擇的。有的是比較接近圓形的軌道，有的是橢圓形的軌道。例如，為了軍事目的而發射的衛星和通訊衛星，在衛星上裝上照相機或電視，不能飛得太遠，也不能使近點和遠點相差太大，所以往往選擇高度為300～400千米的比較接近圓形的軌道。

如果是為了科學研究(研究地球不同高度上磁場的強度，大氣壓力、溫度、密度，宇宙空間輻射的強度分佈……)，為了使探測範圍更大些，那麼就要求選擇扁的軌道。我國第一顆人造衛星就裝了許多科學儀器，進行科學研究，它的近地點是439千米，遠地點是2

384千米，所以是一個扁的橢圓軌

道。我國2023年3月3日成功地發射的科學實驗人造地球衛星，是一顆進行多

種科學研究的衛星，它的近地點是266千米，遠地點是l826千米，軌道又比

第一顆衛星更扁了些。