卫星变轨问题_.

1、 卫星卫星“变轨变轨” 问题问题 万有引力定律的应用万有引力定律的应用高一物理 许金凤本节导航本节导航1. 1.卫星卫星“比较比较”问题问题2.2.卫星卫星“变轨变轨”问题问题知识与能力知识与能力1.知道卫星运行的动力学依据知道卫星运行的动力学依据2.卫星变轨的原理及变轨中速度与加速度怎样变化卫星变轨的原理及变轨中速度与加速度怎样变化 3.了解万有引力定律在变轨中的重要应用；了解万有引力定律在变轨中的重要应用；4会用万有引力定律解决变轨问题会用万有引力定律解决变轨问题过程与方法过程与方法1由速度增加从而引起向由速度增加从而引起向F的增加，向万的增加，向万F?F，于是卫，于是卫星做离心运动。星做

2、离心运动。 情感态度与价值观情感态度与价值观1利用设置丰富的问题情境，鼓励学生从多角度思考、探利用设置丰富的问题情境，鼓励学生从多角度思考、探索、交流，激发学生的好奇心和主动学习的欲望；索、交流，激发学生的好奇心和主动学习的欲望； 2通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联 系实际的能力系实际的能力 2利用万有引力定律变轨，学生懂得理论来源于实践，反过利用万有引力定律变轨，学生懂得理论来源于实践，反过 来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。 3通过介绍中国航天事业的发展及播放卫星视频，激发学生通过介绍中国航天

3、事业的发展及播放卫星视频，激发学生 对科学家探究真理的崇拜之情。对科学家探究真理的崇拜之情。 重点重点1卫星变轨原理。卫星变轨原理。2卫星在各轨道上的速度、加速度、周期等的大小比较卫星在各轨道上的速度、加速度、周期等的大小比较 难点难点1.造卫星变轨中的速度与加速度变化情况造卫星变轨中的速度与加速度变化情况 2.对对F万万与与Fn的理解的理解300多年前，牛顿提出设想多年前，牛顿提出设想地面上的物体，怎样才能离开地球地面上的物体，怎样才能离开地球回顾问题：人造地球卫星人造地球卫星所有卫星的轨道圆心都在地心所有卫星的轨道圆心都在地心上上按轨道分类按轨道分类: :极地卫星极地卫星; ;赤道卫星赤道

4、卫星; ;其他卫星其他卫星思考 轨迹为圆轨道的卫星速度若突然增大或减小，将做什么运动？轨迹是什么样？ 轨迹为椭圆轨道的卫星若让其在圆轨道上运行，该怎么办？VF引rvmF2向2rMmGF 引向引FF F引引F向向F引引F向向卫星变轨原理卫星变轨原理MmA点速度点速度内小外大内小外大（在（在A点看轨迹）点看轨迹）在在A点万有引力点万有引力相同相同A思考：思考：人造卫星在人造卫星在低轨道上运行低轨道上运行，要想让其在，要想让其在高轨道上运行高轨道上运行，应采取什么措施？，应采取什么措施？在在低轨道上加速低轨道上加速，使其沿，使其沿椭椭圆轨道圆轨道运行，当行至椭圆轨运行，当行至椭圆轨道的道的远点远点处

5、时再次处时再次加速加速，即，即可使其沿可使其沿高轨道运行高轨道运行。卫星变轨原理卫星变轨原理 卫星在二轨道相切点卫星在二轨道相切点万有引力万有引力相同相同，加速度，加速度相同相同221rMmGrmv122222p,vrMmGrmvp?R卫星在圆轨卫星在圆轨道运行速度道运行速度V1Vp2900减小减小卫星变轨原理卫星变轨原理p卫星由v1加速到222rMmGrmvQ?卫星变轨原理卫星变轨原理Q12卫星在远地点QpVp2 VQ2223rMmGrmv?Q32卫星由VQ2加速到V3小结：小结：在在低轨道上加速低轨道上加速，使其沿，使其沿椭椭圆轨道圆轨道运行，当行至椭圆轨运行，当行至椭圆轨道的道的远点远点

6、处时再次处时再次加速加速，即，即可使其沿可使其沿高轨道运行高轨道运行。卫星变轨原理卫星变轨原理1 1、卫星在二轨道相切点、卫星在二轨道相切点万有引力万有引力相同相同，加速度，加速度相同相同速度速度内小外大内小外大（切点看轨迹）（切点看轨迹）2 2、卫星在椭圆轨道运行、卫星在椭圆轨道运行近地点近地点-速度速度大大，加速度，加速度大大远地点远地点-速度速度小小，加速度，加速度小小v1v2v3v4v2v1v4v3v1v4结果结果：v2v1v4v3v2v3 点火加速：点火加速：在椭圆轨在椭圆轨道上运行道上运行:第一次变轨：第一次变轨：第二次变轨：第二次变轨： 点火加速：点火加速：在圆轨道上在圆轨道上稳

7、定运行：稳定运行：变轨过程速度关系变轨过程速度关系 1 1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地近地圆轨道圆轨道1 1，然后经点火使其沿，然后经点火使其沿椭圆轨道椭圆轨道2 2运行；最后再次运行；最后再次点火将其送入同步点火将其送入同步圆轨道圆轨道3 3。轨道。轨道1 1、2 2相切于相切于P P点，点，2 2、3 3相切于相切于Q Q点。当卫星分别在点。当卫星分别在1 1、2 2、3 3上正常运行时，以下上正常运行时，以下说法正确的是（说法正确的是（ ） A A、在轨道、在轨道3 3上的速率大上的速率大 于于1 1上的速率上的速率 B B、在

8、轨道、在轨道3 3上的角速度上的角速度 小于小于1 1上的角速度上的角速度 C C、在轨道、在轨道2 2上经过上经过Q Q点时点时 的速率等于在轨道的速率等于在轨道3 3上经过上经过Q Q点时的速率点时的速率 D D、在轨道、在轨道1 1上经过上经过P P点时的加速度等于在轨道点时的加速度等于在轨道2 2上上 经过经过P P点时的加速度点时的加速度 QQP P231BD 如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星，下列说法正确的是：Ab、c的线速度大小相等，且大于a的线速度Bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Cc加速可追上同一轨道上的b，b减速可等到同一轨道上的c Da卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将变大地球地球acb 宇宙飞船空间站在同一轨道上运动