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(jìn)入橢圓軌道進(jìn)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(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)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(jìn)入圓軌道進(jìn)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(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)時(shí)的速度點(diǎn)時(shí)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(diǎn)時(shí)的速點(diǎn)時(shí)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(diǎn)與點(diǎn)與Q點(diǎn)的速度大小相等嗎？點(diǎn)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(diǎn)時(shí)的速點(diǎn)時(shí)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(diǎn)時(shí)的點(diǎn)時(shí)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(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)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(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)的加速度的加速度ap2 的大??？的大?。?p1paa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(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在務(wù)后，在A A點(diǎn)從圓形軌道點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道進(jìn)入橢圓軌道，B B為軌道為軌道上的一點(diǎn)上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)

4、于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有，如圖所示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，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?cè)诶@地球的同一圓形，它們?cè)诶@

5、地球的同一圓形軌道上同向運(yùn)行，軌道上同向運(yùn)行，a a在前在前b b在后，它都配有能沿運(yùn)動(dòng)方向向前在后，它都配有能沿運(yùn)動(dòng)方向向前或向后噴氣的發(fā)動(dòng)機(jī)，現(xiàn)要想或向后噴氣的發(fā)動(dòng)機(jī)，現(xiàn)要想b b 盡快追上盡快追上a a 并完成對(duì)接，并完成對(duì)接，b b應(yīng)應(yīng)采取的措施是（采取的措施是（ ）A A、沿運(yùn)動(dòng)方向噴氣、沿運(yùn)動(dòng)方向噴氣 B B、先沿運(yùn)動(dòng)方向噴氣，、先沿運(yùn)動(dòng)方向噴氣， 后沿運(yùn)動(dòng)反方向噴氣后沿運(yùn)動(dòng)反方向噴氣C C、沿運(yùn)動(dòng)反方向噴氣、沿運(yùn)動(dòng)反方向噴氣 D D、先沿運(yùn)動(dòng)反方向噴氣，、先沿運(yùn)動(dòng)反方向噴氣， 后沿運(yùn)動(dòng)方向噴氣后沿運(yùn)動(dòng)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(shí)時(shí)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(yùn)動(dòng)的圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，衛(wèi)星將做離心運(yùn)向心力，衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng)，脫離原來的圓軌動(dòng)，脫離原來的圓軌道，做橢圓運(yùn)動(dòng)。道，做橢圓運(yùn)動(dòng)。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