衛(wèi)星變軌問題精華版課件

2、衛(wèi)星“變軌”問題1、衛(wèi)星“比較”問題專題萬有引力定律的應用計算中心天體的質(zhì)量M、密度ρ（當衛(wèi)星在天體表面上飛行？）（1）某星體m圍繞中心天體M做圓周運動的周期為T，圓周運動的軌道半徑為r

（3）中心天體密度（2）已知中心天體的半徑R和表面g人造地球衛(wèi)星：兩極的物體：赤道上的物體：近地衛(wèi)星：地球表面的物體（與地球具有相同的ω0）即：即：衛(wèi)星變軌問題衛(wèi)星變軌問題·思考：人造衛(wèi)星在低軌道上運行，要想讓其在高軌道上運行，應采取什么措施？在低軌道上加速，使其沿橢圓軌道運行，當行至橢圓軌道的遠點處時再次加速，即可使其沿高軌道運行。衛(wèi)星變軌原理1、衛(wèi)星在二軌道相切點萬有引力相同，加速度相同速度—內(nèi)小外大（切點看軌跡）2、衛(wèi)星在橢圓軌道運行近地點---速度大，加速度大遠地點---速度小，加速度小vF引12R衛(wèi)星在圓軌道運行速度V1V2θ＞900減小衛(wèi)星變軌原理使衛(wèi)星進入更高軌道做圓周運動v3v4衛(wèi)星的回收v1v2v3v4v2>v1v4>v3v1>v4結(jié)果：v2>v1>v4>v3v2>v3點火加速：在橢圓軌道上運行:第一次變軌：第二次變軌：點火加速：在圓軌道上穩(wěn)定運行：

衛(wèi)星變軌

【分析思路】

定態(tài)運行：看公式動態(tài)變軌：分析供需圓軌道與橢圓軌道的互變：ABA點：加速→橢圓減速→圓B點：近地點遠地點圓→橢圓→減速→橢圓加速→圓圓→橢圓→

衛(wèi)星變軌

【練習】宇宙飛船空間站在同一軌道上運動，若飛船想與前面的空間站對接，飛船為了追上軌道空間站，可采取的辦法是（）A、飛船加速直到追上空間站B、飛船從原軌道減速至一較低軌道，再加速追上空間站完成對接C、飛船從原軌道加速至一較高軌道，再減速追上空間站完成對接D、無論飛船采取何種措施，均不能與空間站對接BC【練習】發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步軌道3.軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖所示。則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是：A．衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度BD123pQ

衛(wèi)星變軌

【練習】如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運行的3顆人造衛(wèi)星，下列說法正確的是：A．b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度C．c加速可追上同一軌道上的b，b減速可等到同一軌道上的cD．a(chǎn)衛(wèi)星由于某種原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將變小D地球acb2、如圖是發(fā)射地球同步衛(wèi)星的簡化軌道示意圖，先將衛(wèi)星發(fā)射至距地面高度為h1的近地軌道Ⅰ上．在衛(wèi)星經(jīng)過A點時點火實施變軌，進入遠地點為B的橢圓軌道Ⅱ上，最后在B點再次點火，將衛(wèi)星送入同步軌道Ⅲ.已知地球表面重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球的半徑為R．求：（1）近地軌道Ⅰ上的速度大?。唬?）遠地點B距地面的高度。解：“嫦娥奔月”圖理性探究發(fā)射、變軌、運行2.2007年10月24日“嫦娥一號”衛(wèi)星星箭分離，衛(wèi)星進入繞地軌道。在繞地運行時，要經(jīng)過三次近地變軌：12小時橢圓軌道①→24小時橢圓軌道②→48小時橢圓軌道③→修正軌道④→地月轉(zhuǎn)移軌道⑤。11月5日11時，當衛(wèi)星經(jīng)過距月球表面高度為h的A點時，再經(jīng)三次變軌：12小時橢圓軌道⑥→3.5小時橢圓軌道⑦→最后進入周期為T的極月圓軌道⑧，如圖所示（）

A.“嫦娥一號”由⑤到⑥需加速、由⑦到⑧需減速B.發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達到第三宇宙速度C.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關D.衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比E.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力①②③近地變軌軌道修正轉(zhuǎn)移軌道④⑤⑥⑦⑧發(fā)射D3.2007年10月24日，“嫦娥一號”衛(wèi)星星箭分離，衛(wèi)星進入繞地軌道。在繞地運行時，要經(jīng)過三次近地變軌：12小時橢圓軌道①→24小時橢圓軌道②→48小時橢圓軌道③→修正軌道④→地月轉(zhuǎn)移軌道⑤。11月5日11時，當衛(wèi)星經(jīng)過距月球表面高度為h的A點時，再經(jīng)三次變軌：12小時橢圓軌道⑥→3.5小時橢圓軌道⑦→最后進入周期為T的極月圓軌道⑧，如圖所示。若月球半徑為R，試寫出月球表面重力加速度的表達式。①②③近地變軌軌道修正轉(zhuǎn)移軌道④⑤⑥⑦⑧發(fā)射對接問題：宇宙飛船與空間站的對接空間站實際上就是一個載有人的人造衛(wèi)星，那么，地球上的人如何到達空間站，空間站上的人又如何返回地面？這些活動都需要通過宇宙飛船來完成，這就存在一個宇宙飛船與空間站對接的問題。思考：能否把宇宙飛船先發(fā)射到空間站的同一軌道上，再通過加速去追上空間站實現(xiàn)對接呢？不行，因為飛船加速后做離心運動會偏離原來的圓軌道而無法與空間站對接。飛船首先在比空間站低的軌道運行，當運行到適當位置時，再加速運行到一個橢圓軌道。通過控制軌道使飛船跟空間站恰好同時運行到兩軌道的相切點，此時飛船適當減速，便可實現(xiàn)對接，如圖示?？臻g站飛船對接方法：例：在太空中有兩飛行器a、b，它們在繞地球的同一圓形軌道上同向運行，a在前b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b盡快追上a并完成對接，b應采取的措施是（）A、沿運動方向噴氣