为何人造卫星会绕地球做椭圆形而非圆形轨道运动？

为何人造卫星会绕地球做椭圆形而非圆形轨道运动？
参考答案：人造卫星绕地球做椭圆形轨道运动而不是圆形轨道运动，主要是由于引力和卫星初始速度的综合作用。
1.引力作用：地球对卫星的引力提供了使卫星保持在轨道上的向心力。根据牛顿的万有引力定律，引力的大小与卫星和地球之间的距离成反比。当卫星距离地球较远时，引力较小；距离较近时，引力较大。
2.初始速度：卫星被发射到轨道上时的初始速度对其轨道形状有决定性影响。如果卫星的初始速度正好是环绕地球做圆周运动所需的向心速度，那么它将做圆形轨道运动。这个速度称为第一宇宙速度，大约为7.9公里每秒。
3.椭圆轨道的形成：在实际情况下，卫星的初始速度很少能精确达到第一宇宙速度。如果初始速度小于第一宇宙速度但大于在地面上不借助推进器所能达到的最小速度（即逃逸速度），卫星就会进入椭圆形轨道。在椭圆形轨道中，卫星在近地点（离地球最近的点）速度较快，在远地点（离地球最远的点）速度较慢。这是因为引力在近地点较大，需要更高的速度来维持轨道，而在远地点引力较小，速度可以较低。
4.能量和角动量守恒：卫星的轨道形状还受到能量和角动量守恒定律的约束。在只有引力作用的情况下，卫星的总机械能（动能加势能）是守恒的，这决定了轨道的形状。角动量守恒定律也限制了卫星在轨道上的运动方式。
综上所述，人造卫星绕地球做椭圆形轨道运动而不是圆形轨道运动，是因为实际发射时的初始速度与保持圆形轨道所需的速度不完全匹配，以及地球引力的变化。这些因素共同作用，使得卫星在轨道上以椭圆形路径运行。