高中物理 模块要点回眸17 卫星轨道调整的原理剖析 新人教版必修2_第1页
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第17点卫星轨道调整的原理剖析1.人造卫星沿圆轨道和椭圆轨道运行的条件图1当卫星与火箭分离时，设卫星的速度为v，卫星距离地心为r，并设此时速度与万有引力垂直(通过地面控制可以实现)，如图1所示，若卫星以速度v绕地球做圆周运动，则所需要的向心力为Fnm，卫星受到的万有引力FG(1)当FFn时，卫星将做圆周运动.若此时刚好是离地面最近的轨道，则可求出此时的发射速度v7.9 km/s.(2)当FFn时，卫星在引力作用下，向地心做椭圆运动.因此，星、箭分离时的速度是决定卫星运行轨道的主要因素.2.人造卫星的轨道调整如图2所示，以卫星从近地圆轨道变轨到圆轨道为例加以分析.图2在圆轨道稳定运行时满足m(rA为A到地心的距离).若在A点提高速度(卫星自带推进器可完成这个任务)至vA则有m，则卫星做离心运动，将在椭圆轨道上运动，若不再通过推进器改变速度，则会一直在椭圆轨道上运动.当卫星到达B点时，若要使卫星在圆轨道上运行，则必须在B点再次提速.由此可以看出，卫星由低轨道变到高轨道必须在适当的位置提速，同理，由高轨道变到低轨道必须在适当的位置减速.对点例题2013年6月23日10时07分，在航天员聂海胜的精准操控和张晓光、王亚平的密切配合下，“神舟十号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实现手控交会对接.如果对接前飞船和飞行器在同一轨道上运行，飞船与前面飞行器对接，飞船为了追上飞行器，可采用的方法是()A.飞船加速追上飞行器，完成对接B.飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上飞行器完成对接C.飞船加速至一个较低轨道再减速追上飞行器完成对接D.无论飞船如何采取措施，均不能与飞行器对接解题指导飞船要追上飞行器，应先减速，使它的半径减小，当飞船运动到合适的位置时再加速，使其轨道半径增大，当刚好运动到飞行器所在轨道时停止加速，则飞船的速度刚好等于飞行器的速度，可以完成对接.B正确.答案B我国某同步卫星在发射过程中经过四次变轨进入同步轨道.如图3为第四次变轨的示意图，卫星先沿椭圆轨道飞行，后在远地点P处实现变轨，由椭圆轨道进入同步轨道，则该卫星()图3A.在轨道上的周期比地球自转周期大B.在轨道 上的加速度比在轨道 上任意一点的加速度大C.在轨道上经过P点的速度比在轨道上经过P点的速度小D.在轨道上的速度比在轨道上任意一点的速度大答案C解析轨道是同步轨道，周期等于地球的自转周期，故A错误；卫星在轨道和轨道上经过P点时所受的万有引力相等，所以加速度相等，故B错误；卫星在轨道上的P点速度较小，万有引力大于所需的向心力，会做近心运动，要想进入圆轨道，需加速，使万有引力等于所需要的向心力.所以卫星在轨道上经过P点的速度小于在轨道上经过P点时的速度，故C正确，D错误.非常感谢上级领导对我的信任，这次安
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