高一物理卫星变轨问题.ppt

卫星变轨问题 V F引 F引 F向 F引 F向 卫星变轨原理 M m A点速度 内小外大 在A点看轨迹 在A点万有引力相同 A 思考 人造卫星在低轨道上运行 要想让其在高轨道上运行 应采取什么措施 在低轨道上加速 使其沿椭圆轨道运行 当行至椭圆轨道的远点处时再次加速 即可使其沿高轨道运行 卫星变轨原理 1 卫星在二轨道相切点 万有引力相同 速度 内小外大 切点看轨迹 2 卫星在椭圆轨道运行 近地点 速度大 动能大 远地点 速度小 动能小 1 2 R 卫星在圆轨道运行速度V1 V2 900 减小 卫星变轨原理 L 卫星变轨原理 使卫星进入更高轨道做圆周运动 卫星的回收 1 如图所示 发射同步卫星时 先将卫星发射至近地圆轨道1 然后经点火使其沿椭圆轨道2运行 最后再次点火将其送入同步圆轨道3 轨道1 2相切于P点 2 3相切于Q点 当卫星分别在1 2 3上正常运行时 以下说法正确的是 A 在轨道3上的速率大于1上的速率B 在轨道3上的角速度小于1上的角速度C 在轨道2上经过Q点时的速率等于在轨道3上经过Q点时的速率D 在轨道1上经过P点时的加速度等于在轨道2上经过P点时的加速度 BD 2 如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图 先将卫星发射至距地面高度为h1的近地轨道 上 在卫星经过A点时点火实施变轨 进入远地点为B的椭圆轨道 上 最后在B点再次点火 将卫星送入同步轨道 已知地球表面重力加速度为g 地球自转周期为T 地球的半径为R 求 1 近地轨道 上的速度大小 2 远地点B距地面的高度 解 嫦娥奔月 图 理性探究发射 变轨 运行 2 2007年10月24日 嫦娥一号 卫星星箭分离 卫星进入绕地轨道 在绕地运行时 要经过三次近地变轨 12小时椭圆轨道 24小时椭圆轨道 48小时椭圆轨道 修正轨道 地月转移轨道 11月5日11时 当卫星经过距月球表面高度为h的A点时 再经三次变轨 12小时椭圆轨道 3 5小时椭圆轨道 最后进入周期为T的极月圆轨道 如图所示 A 嫦娥一号 由 到 需加速 由 到 需减速B 发射 嫦娥一号 的速度必须达到第三宇宙速度C 在绕月圆轨道上 卫星周期与卫星质量有关D 卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比E 在绕月圆轨道上 卫星受地球的引力大于受月球的引力 发射 D 3 2007年10月24日 嫦娥一号 卫星星箭分离 卫星进入绕地轨道 在绕地运行时 要经过三次近地变轨 12小时椭圆轨道 24小时椭圆轨道 48小时椭圆轨道 修正轨道 地月转移轨道 11月5日11时 当卫星经过距月球表面高度为h的A点时 再经三次变轨 12小时椭圆轨道 3 5小时椭圆轨道 最后进入周期为T的极月圆轨道 如图所示 若月球半径为R 试写出月球表面重力加速度的表达式 发射 对接问题 宇宙飞船与空间站的对接 空间站实际上就是一个载有人的人造卫星 那么 地球上的人如何到达空间站 空间站上的人又如何返回地面 这些活动都需要通过宇宙飞船来完成 这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的问题 思考 能否把宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道上 再通过加速去追上空间站实现对接呢 不行 因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆轨道而无法与空间站对接 飞船首先在比空间站低的轨道运行 当运行到适当位置时 再加速运行到一个椭圆轨道 通过控制轨道使飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的相切点 此时飞船适当减速 便可实现对接 如图示 空间站 飞船 对接方法 例 在太空中有两飞行器a b 它们在绕地球的同一圆形轨道上同向运行 a在前b在后 它都配有能沿运动方向向前或向后喷气的发动机 现要想b尽快追上a并完成对接 b应采取的措施是 A 沿运动方向喷气B 先沿运动方向喷气 后沿运动反方向喷气C 沿运动反