高考物理总复习 专题 天体运动的三大难点破解1 深度剖析卫星的变轨讲义-人教版高三全册物理试题

word深剖卫的轨一考突：知点卫星的变轨的动力学本质

考要1.掌卫星变轨原理；2.会析不同轨道上速度和加速度的大小关系；3.理变轨前后的能量变化。

题选择、计算题

说属于高频考点，重点考查卫星变轨中的供需关系度关系、能量关系与轨道的变化，是最近几年的高考热点。二重点示重：1.卫星变轨原理；2.不同轨道上速度和加速度的大关系。难：解变轨前后的能量变化。一变原卫星在运动过程中，受到的合外力为万有引力F＝

R

。卫星在运动过程中所需要的向心力为：F＝

。当：〔1＝F时卫星做圆周动；〔2>时卫星做近心运动；〔3<F时，卫星做离心运动。/5

二变过反射轨在轨道A点向前喷气〔瞬间增大，所需向心力增大，万有引力不足，离心运动进入轨道2沿圆轨道运动此过程为离心运动；到B点万有引力过剩供于求做近心运动，故在轨道2上需平衡轨为椭圆，假设在点后喷气，增大速度可使飞船沿轨道3运，此轨道供需平衡。回收轨在B点向前喷气减速供大于需近心运动由3轨进入椭圆轨道在A点次向前喷气减速，进入圆轨道1，实现变轨，在1轨再次减速返回地球。三卫变中能问1.由轨道到高轨道向后喷气，卫星加速，但在上升过程中，动能减小，势能增加，增加的势能大于减小的动能，故机械能增加。2.由轨道到低轨道向前喷气，卫星减速，但在下降过程中，动能增加，势能减小，增加的动能小于减小的势能，故机械能减小。注：轨时喷气只是一瞬间，目的是破坏供需关系星变轨变轨后稳定运行的过程中机械能是守恒的，其速度大小仅取决于卫星所在轨道高度。3.卫变轨中的切点问题/5

word【区拨近地点加速只能提高远地点高度不能抬高近地点点在近地点远点加速可提高近地点高度，切点在远地点。例1如下列图，发射同步卫星时先将卫星发射至近地圆轨，然后经点火使其沿椭圆轨道运；最后再次点火其送入同步圆轨道。轨道、2相于点，、3相切于Q点当卫星分别在1、3正常运行时，以下说法正确的答案是〔〕A.在道3上速率大于1上速率B.在道3上角速度小于1上角速度C.在道2上过Q点的速率等于在轨道上经过Q时的速率D.在道1上过P点的加速度等于在轨道2经过点时的加速度GMm2思分：对卫来说，万有引力提供向心力，2rr

ma

，得v

GMGMGM，，a，rrr2

r，v，131

，A不对，B对在轨道点向喷色，增大速度卫星才能在轨道3做周运动C不。1轨道的P点2轨道的点同一位置加速度a样理2轨道Q点与轨的Q点也样对。答：BD/5

word例2宇宙飞船和空间站在同一轨上运动设飞船想与前面的空间站对接船为了追上轨道空间站，可采取的方法是〔〕飞船空间A.飞加速直到追上空间站，完成对接B.飞从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接C.飞加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接D.无飞船采取何种措施，均不能与空间站对接思分：想追上前面的空间站只能向前喷气减坏供需平衡达低轨道速度变大缩飞船与空间站的距离加速追上空间站对接在低轨道上运行的速度始终大于空间站的速度。答：【错示卫星变轨瞬间，速度发生了变化，但所受万有引力不变，故加速度不变。此问题大多数同学认为速度增加了故卫星的速度要增大其实速度改变后供需不再平衡故不存在万有引力充当向心力！总为练我国发射的“嫦娥一号〞探测卫星沿地月转移轨道到达月球月球外表200km的P点进第一次“刹车制动〞后被月球捕获椭轨道Ⅰ绕月飞行下列图。之后卫星在P点又过两次“刹车制动〞终在距月球外表200km的形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动。如此下面说法正确的答案是〔〕/5

A.卫在轨道Ⅲ上运动到P点速度大于沿轨道Ⅰ运动到P时的速度B.如“嫦娥一号〞在轨道Ⅲ运动的轨道半径、周期和引力常数G就以求出月球的质量C.卫在轨道Ⅱ上运动时，在点受的万有引力小于该点所需的向心力D.卫在轨道Ⅲ上运动到P点加速度等于沿轨道Ⅰ运动到点的加速度思分：星从轨道Ⅲ运动到轨道Ⅰ做离心运动，速度增大；选A错根据题意“嫦娥一号〞运行的半径设其为R，月球的质量为，“嫦娥一号〞的质量为m，如此Mm＝m，解得M＝2

42RGT2