Question

卫星的圆形轨道和椭圆轨道

高中物理说，卫星在第一宇宙速度绕地表运动，轨道是圆；在第一宇宙速度和第二宇宙速度之间是椭圆轨道，可小于第一宇宙速度就不能升空，是不是说只有在第一宇宙速度时才可能是圆形轨道，当然我们这里说的是理论上的，但如果这样，卫星应该只能到达一个高度，只是为什么？？？
问题细化的话
1，相同的发射速度，能不能到达不同的高度？
2，除了用第一宇宙速度达到的近地面，别的高度能有圆形轨道吗？
3，如果有，发射速度就要大于第一宇宙速度，就出现了课本上说的“发射速度在第一宇宙速度和第二宇宙速度之间是，运行轨道是椭圆”的说法，这是为什么？

Answer 1

你把第一宇宙速度、发射速度、绕行速度这几个概念搞混了。第一宇宙速度（约7.9km/s）有两个含义：一是在地球上发射卫星的最小速度，就是你说的小于第一宇宙速度就不能升空；二是所有卫星绕地球运动的最大绕行速度。
在地球上发射一颗卫星，速度等于第一宇宙速度时卫星刚好绕近地轨道做圆周运动。近地轨道就是半径等于地球半径的圆轨道，所以说这是一种理论上的理想情况。因此实际发射卫星时速度都要大于7.9.而且发射速度越大，卫星升的越高，即他的轨道半径越大。但是在卫星上升的过程中需克服地球引力做功，因而速度会减小，所以等他到达轨道上运行时速度就小于7.9了。而且半径越大，上升过程中需要克服引力做的功也越多，因而到达轨道上运行的速度就越小。这有点象你仍一块石头，你给他的速度越大就扔的越高，而他在上升过程中速度会越来越小。所有卫星的轨道都是椭圆，他们绕地球运行的速度都小于第一宇宙速度。在实际发射时还会涉及到一些变轨等问题。
回答补充的问题：
1.相同的发射速度只能到达同样的高度，这是由能量决定的。
2.有的，比如地球同步卫星轨道。
3.实际发射卫星时，要用稍大于7.9的速度先将卫星发射到近地园轨道（因为有空气阻力等），再在合适的位置进行变轨，进入椭圆轨道，再在远地点进行二次变轨，使卫星进入同步轨道。
这里面包括时间、位置的选择，卫星姿态的调整，燃料点燃等等一些实际的问题和复杂的计算。

Answer 2

卫星的第一宇宙速度是指发射速度或者叫环绕速度，此时卫星在地球表面近似做圆周运动（高度相对地球半径忽略不计），轨道半径即为地球半径，因此就无克服重力做功，运行时速度仍为发射速度所以为什么说第一到第二宇宙速度（7.9~11.2）虽然发射速度大于第一宇宙速度，但运行时速度却小于7.9,就是因为克服重力势能呀···动能转化为势能···

这是因为当椭圆离心率（e=c/a）越接近于0时，形状越接近于圆，而超过第一宇宙速度时，即超过环绕速度，此时每一刻应由万有引力提供向心力，做的是变速运动，不仅方向变了，大小也变了，由GMm/r2=mv2/r可知，速度改变，r改变（即卫星的高度），因此只有速度不变，高度才保持一定，即只有在第一宇宙速度时才可能是圆形轨道。

我想过用开普勒定律来解释，但好像不大对，这些都是我一字一句打出来的，希望对你有用，而我刚好学完高中三年的物理，也只是靠自己思考的罢了，对你这个问题，我居然三年在校都没想过，现在竟有这个机会···

Answer 3

根据万有引力提供向心力可知GMm/R^2=mV^2/R化简得GM=V^2R，因为G和地球质量为定值，所以速度的平方跟圆周运动的半径成反比的.只要满足这个积.就可以成为卫星而不掉下来.而第一宇宙速度是指卫星要逃逸万有引力所需的最大速度.即满足这个速度卫星就可以升空.然后慢慢减速达到预定轨道.而此时就绪满足上述的乘积成为卫星.所以半径越大，其速度V反而越小

Answer 4

第一宇宙速度:是“发射速度”。-------也是卫星“环绕”地球表面的速度。

实际上，在圆轨道上运行的速度是“小于”第一宇宙速度的。在椭圆轨道上运行，也是“小于”第一宇宙速度的。

Answer 5

首先，要知道，相同的发射速度是能达到不同高度的。将发射速度和环绕速度联系在一起，高度越高，动能便有更多转化成势能，速度就越低，这也就是为什么高度越高，环绕速度越低的原因了。
发射速度与环绕速度并没有联系，环绕速度只与高度有关。而发射速度可以理解成拜托引力的能力，速度越快，能力越大，轨道形状就会不同。
因此，发射速度为第一宇宙速度可以达到不同高度，即在不同高度，都可以有圆形轨道。