高中物理教科版万有引力定律年月-卫星变轨和对接问题-李懋娟 公开课奖_第1页
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文档简介

卫星的向心加速度、线速度、角速度、周期与轨道半径的关系，根据万有引力提供卫星绕地球运动的向心力，即有：

＝ma＝

＝mω2r＝mr(1)a＝

，r越大，a越

．(2)v＝

，r越大，v越

．(3)ω＝

，r越大，ω越

．(4)T＝

，r越大，T越

．小小小大知识回顾可以看出：越高越慢(即v、ω越小，T越大)，即“r增大，三减一增”一、人造卫星轨道的渐变1．卫星在圆轨道上做匀速圆周运动时，

成立．2．卫星变轨时，是线速度v发生变化导致需要的向心力发生变化，进而使轨道半径r发生变化。(1)当人造卫星减速时，(2)当人造卫星加速时，在新的轨道上稳定后，在新的轨道上稳定后：二、人造卫星轨道的突变由于技术上的需要,有时要在适当的位置短时间内启动飞行器上的发动机,使飞行器轨道发生突变,使其进入预定的轨道。现以同步卫星为例,发射同步卫星时,可以分多过程完成:(1)先将卫星发送到近地轨道Ⅰ。(2)使其绕地球做匀速圆周运动,速率为v1,变轨时在P点点火加速,短时间内将速率由v1增加到v2,使卫星进入椭圆形的转移轨道Ⅱ。(3)卫星运行到远地点Q时的速率为v3,此时进行第二次点火加速,在短时间内将速率由v3增加到v4,使卫星进入同步轨道Ⅲ,绕地球做匀速圆周运动。比较变轨过程中的三个物理量：飞船先沿椭圆轨道飞行,后在远地点343千米处点火加速,由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道,在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断错误的是()A.飞船变轨前后的机械能相等B.飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C.飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度D.飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度等于变轨后沿圆轨道运动的加速度典例：

解题探究:①飞船点火加速变轨,机械能怎样变化?②飞船在圆轨道上时向心力由什么提供?③如何比较加速度?提示:机械能增加。

提示:万有引力。

提示:可以利用牛顿第二定律列方程来比较加速度。解析方法归纳:航天器变轨问题的三点注意事项(1)航天器变轨时半径的变化,根据万有引力和所需向心力的大小关系判断;稳定在新轨道上的运行速度变化由

判断。(2)航天器在不同轨道上运行时机械能不同,轨道半径越大,机械能越大。高轨高能。(3)航天器经过不同轨道相交的同一点时加速度相等,外轨道的速度大于内轨道的速度。(4)延伸：与玻尔理论类比

空间站实际上就是一个载有人的人造卫星，地球上的人进入空间站以及空间站上的人返回地面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．三、人造卫星的对接

现要让c与b对接，能让c在该轨道上加速追上b进行对接吗？典例：

课堂练习：

(多选)(2019•常德模拟)2018年12月8日发射成功的“嫦娥四号”探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获并顺利进入环月轨道。若将整个奔月过程简化如下：“嫦娥四号”探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过M点

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