衛(wèi)星變軌問題 公開課

1、人造衛(wèi)星軌人造衛(wèi)星軌道變化問題道變化問題分析分析近地衛(wèi)星的發(fā)射近地衛(wèi)星的發(fā)射加速加速漂移漂移加速加速近地軌道近地軌道 萬有引力萬有引力不夠不夠提供向心力提供向心力衛(wèi)星如何從圓軌道衛(wèi)星如何從圓軌道進入橢圓軌道進入橢圓軌道 ，解釋原因？解釋原因？ 衛(wèi)星在衛(wèi)星在P P處處向后噴火向后噴火加速加速離心離心運動運動橢圓橢圓圓圓I I為橢圓的內(nèi)切圓為橢圓的內(nèi)切圓衛(wèi)星如何從橢圓軌道衛(wèi)星如何從橢圓軌道進入圓軌道進入圓軌道 ，解釋原因？解釋原因？ 衛(wèi)星在衛(wèi)星在Q Q處處向后噴火向后噴火加速加速 萬有引力萬有引力不夠不夠提供向心力提供向心力離心離心運動運動圓圓圓圓IIIIII為橢圓的外切圓為橢圓的外切圓衛(wèi)星變軌總

2、結(jié)衛(wèi)星變軌總結(jié)1、從內(nèi)（低）到外（高）要加速從內(nèi)（低）到外（高）要加速2、從外（高）到內(nèi)（低）要減速從外（高）到內(nèi)（低）要減速思考思考1：衛(wèi)星在軌道衛(wèi)星在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過P點時的速度點時的速度大小為大小為 vp1 與它在軌道與它在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過P點時的速點時的速度大小為度大小為vp2，試比較二者大小關(guān)系？試比較二者大小關(guān)系？vp2vp1追問：在橢圓軌道上追問：在橢圓軌道上P點與點與Q點的速度大小相等嗎？點的速度大小相等嗎？衛(wèi)星變軌中速度的關(guān)系衛(wèi)星變軌中速度的關(guān)系vPvQQ 思考思考2：衛(wèi)星在軌道衛(wèi)星在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過Q點時的速點時的速度為大小度為大小 vQ3 與它在軌道與它在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過

3、Q點時的點時的速度大小為速度大小為vQ4，試比較二者大小關(guān)系？試比較二者大小關(guān)系？vQ4vQ3衛(wèi)星變軌中速度的關(guān)系衛(wèi)星變軌中速度的關(guān)系思考思考3：比較衛(wèi)星在軌道比較衛(wèi)星在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過P點時點時的加速度的加速度ap1 與它在軌道與它在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過P點時點時的加速度的加速度ap2 的大?。康拇笮?？2p1paa衛(wèi)星變軌中加速度的關(guān)系衛(wèi)星變軌中加速度的關(guān)系例例1.1.20092009年年5 5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在務(wù)后，在A A點從圓形軌道點從圓形軌道進入橢圓軌道進入橢圓軌道，B B為軌道為軌道上的一點上的一點，如圖所示，關(guān)

4、于航天飛機的運動，下列說法中正確的有，如圖所示，關(guān)于航天飛機的運動，下列說法中正確的有 （ ） A.A.在軌道在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過A A的速度小于經(jīng)過的速度小于經(jīng)過B B的速度的速度B.B.在軌道在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過A A的速度小于在軌道的速度小于在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過A A的速度的速度C.C.在軌道在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過A A的加速度等于在軌道的加速度等于在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過A A的加速度的加速度D.D.在軌道在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過A A的加速度小于在軌道的加速度小于在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過A A的加速度的加速度ABC 例例2 2：在太空中有兩飛行器在太空中有兩飛行器a a、b b，它們在繞地球的同一圓形，它們在繞

5、地球的同一圓形軌道上同向運行，軌道上同向運行，a a在前在前b b在后，它都配有能沿運動方向向前在后，它都配有能沿運動方向向前或向后噴氣的發(fā)動機，現(xiàn)要想或向后噴氣的發(fā)動機，現(xiàn)要想b b 盡快追上盡快追上a a 并完成對接，并完成對接，b b應(yīng)應(yīng)采取的措施是（采取的措施是（ ）A A、沿運動方向噴氣、沿運動方向噴氣 B B、先沿運動方向噴氣，、先沿運動方向噴氣， 后沿運動反方向噴氣后沿運動反方向噴氣C C、沿運動反方向噴氣、沿運動反方向噴氣 D D、先沿運動反方向噴氣，、先沿運動反方向噴氣， 后沿運動方向噴氣后沿運動方向噴氣Bab減速減速V增大增大減速減速衛(wèi)星向后噴火，衛(wèi)星的線速度衛(wèi)星向后噴火，衛(wèi)星的線速度v突然突然增大增大，所需向心力，所需向心力也隨之而也隨之而增大，增大，此此時時萬有引力不足以提供萬有引力不足以提供衛(wèi)星繞地球做衛(wèi)星繞地球做圓周運動的圓周運動的向心力，衛(wèi)星將做離心運向心力，衛(wèi)星將做離心運動，脫離原來的圓軌動，脫離原來的圓軌道，做橢圓運動。道，做橢圓運動。衛(wèi)星變軌總結(jié)衛(wèi)星變軌總結(jié)當(dāng)衛(wèi)星當(dāng)衛(wèi)星向前噴火，衛(wèi)星的線向前噴火，衛(wèi)星的線速度突然減小，速度突然減小，所需所需向心力向心力也隨之而突然也隨之而突然減小，減小，（萬有引力不變）（萬有引力不變）即萬有引力大于衛(wèi)星所需的向心力，因此衛(wèi)星將即萬有引力大于衛(wèi)星所需的向心