卫星变轨问题 公开课

1、人造卫星轨人造卫星轨道变化问题道变化问题分析分析近地卫星的发射近地卫星的发射加速加速漂移漂移加速加速近地轨道近地轨道 万有引力万有引力不够不够提供向心力提供向心力卫星如何从圆轨道卫星如何从圆轨道进入椭圆轨道进入椭圆轨道 ，解释原因？解释原因？ 卫星在卫星在P P处处向后喷火向后喷火加速加速离心离心运动运动椭圆椭圆圆圆I I为椭圆的内切圆为椭圆的内切圆卫星如何从椭圆轨道卫星如何从椭圆轨道进入圆轨道进入圆轨道 ，解释原因？解释原因？ 卫星在卫星在Q Q处处向后喷火向后喷火加速加速 万有引力万有引力不够不够提供向心力提供向心力离心离心运动运动圆圆圆圆IIIIII为椭圆的外切圆为椭圆的外切圆卫星变轨总

2、结卫星变轨总结1、从内（低）到外（高）要加速从内（低）到外（高）要加速2、从外（高）到内（低）要减速从外（高）到内（低）要减速思考思考1：卫星在轨道卫星在轨道上经过上经过P点时的速度点时的速度大小为大小为 vp1 与它在轨道与它在轨道上经过上经过P点时的速点时的速度大小为度大小为vp2，试比较二者大小关系？试比较二者大小关系？vp2vp1追问：在椭圆轨道上追问：在椭圆轨道上P点与点与Q点的速度大小相等吗？点的速度大小相等吗？卫星变轨中速度的关系卫星变轨中速度的关系vPvQQ 思考思考2：卫星在轨道卫星在轨道上经过上经过Q点时的速点时的速度为大小度为大小 vQ3 与它在轨道与它在轨道上经过上经过

3、Q点时的点时的速度大小为速度大小为vQ4，试比较二者大小关系？试比较二者大小关系？vQ4vQ3卫星变轨中速度的关系卫星变轨中速度的关系思考思考3：比较卫星在轨道比较卫星在轨道上经过上经过P点时点时的加速度的加速度ap1 与它在轨道与它在轨道上经过上经过P点时点时的加速度的加速度ap2 的大小？的大小？2p1paa卫星变轨中加速度的关系卫星变轨中加速度的关系例例1.1.20092009年年5 5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在务后，在A A点从圆形轨道点从圆形轨道进入椭圆轨道进入椭圆轨道，B B为轨道为轨道上的一点上的一点，如图所示，关

4、于航天飞机的运动，下列说法中正确的有，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有 （ ） A.A.在轨道在轨道上经过上经过A A的速度小于经过的速度小于经过B B的速度的速度B.B.在轨道在轨道上经过上经过A A的速度小于在轨道的速度小于在轨道上经过上经过A A的速度的速度C.C.在轨道在轨道上经过上经过A A的加速度等于在轨道的加速度等于在轨道上经过上经过A A的加速度的加速度D.D.在轨道在轨道上经过上经过A A的加速度小于在轨道的加速度小于在轨道上经过上经过A A的加速度的加速度ABC 例例2 2：在太空中有两飞行器在太空中有两飞行器a a、b b，它们在绕地球的同一圆形，它们在绕

5、地球的同一圆形轨道上同向运行，轨道上同向运行，a a在前在前b b在后，它都配有能沿运动方向向前在后，它都配有能沿运动方向向前或向后喷气的发动机，现要想或向后喷气的发动机，现要想b b 尽快追上尽快追上a a 并完成对接，并完成对接，b b应应采取的措施是（采取的措施是（ ）A A、沿运动方向喷气、沿运动方向喷气 B B、先沿运动方向喷气，、先沿运动方向喷气， 后沿运动反方向喷气后沿运动反方向喷气C C、沿运动反方向喷气、沿运动反方向喷气 D D、先沿运动反方向喷气，、先沿运动反方向喷气， 后沿运动方向喷气后沿运动方向喷气Bab减速减速V增大增大减速减速卫星向后喷火，卫星的线速度卫星向后喷火，卫星的线速度v突然突然增大增大，所需向心力，所需向心力也随之而也随之而增大，增大，此此时时万有引力不足以提供万有引力不足以提供卫星绕地球做卫星绕地球做圆周运动的圆周运动的向心力，卫星将做离心运向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨动，脱离原来的圆轨道，做椭圆运动。道，做椭圆运动。卫星变轨总结卫星变轨总结当卫星当卫星向前喷火，卫星的线向前喷火，卫星的线速度突然减小，速度突然减小，所需所需向心力向心力也随之而突然也随之而突然减小，减小，（万有引力不变）（万有引力不变）即万有引力大于卫星所需的向心力，因此卫星将即万有引力大于卫星所需的向心