卫星变轨问题主视频-恢复.pptx

卫星变轨问题变轨问题的分析(1)提供天体做圆周运动的向心力是该天体受到的万有引力F供GMm/r2，天体做圆周运动需要的向心力是F需mv2/r.当F供F需时，天体在圆轨道上正常运行；当F供F需时，天体做向心运动；当F供F需时，天体做离心运动卫星变轨问题变轨问题的分析(2)对航天器的变轨问题，要抓住其在确定轨道上运行时机械能守恒，在不同轨道上运行时其机械能不同，轨道半径越大机械能越大(3)航天器经过同一点的加速度大小如何变化，可根据所受万有引力的大小来确定卫星变轨问题类型三、天体运动的能量问题要注意在轨运行的卫星的机械能，然后利用机械能的改变及功能原理来解题，这是因为卫星的运行轨道变化既要注意其变轨机理，又要符合能量原理。卫星变轨问题图是“嫦娥一导奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测，下列说法正确的是（）A发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关C卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D在绕圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力卫星变轨问题卫星变轨问题质量为m的人造地球卫星，在圆形轨道上运行运行中受到大小恒为f的微弱阻力作用，以r表示卫星轨道的平均半径，M表示地球质量，求卫星在旋转一周的过程中：（1）轨道半径的改变量r（2）卫星动能的改变量Ek卫星变轨问题卫星变轨问题质量为m的人造地球卫星，绕半径为r0的圆轨道飞行，地球质量为M，试求（1）卫星的总机械能（2）若卫星受微弱摩擦阻力 f(常量)，则将缓慢地沿一螺旋轨道接近地球，因 f很小，轨道半例径变化非常缓慢，每周旋转可近似按半径为r的圆轨道处理，但r将逐周缩短，在r轨道上旋转一周r的改变量r是多少（3）在r轨道上旋转一周卫星动能的改变量是多少卫星变轨问题卫星变轨问题要发射一颗人造地球卫星，使它在半径为r2的预定轨道上绕地球作匀速圆周运动，为此先将卫星发射到半径为r1的近地暂行轨道上绕地球作匀速圆周运动。如图所示，在A点，实际使卫星速度增加，从而使卫星进入一个椭圆的转移轨道上，当卫星到达转移轨道的远地点B时，再次改变卫星速度，使它进入预定轨道运行，试求卫星从A点到达B点所需的时间，设万有引力恒量为G，地球质量为M卫星变轨问题卫星变轨问题探月卫星轨道示意图如图所示.卫星进入地球轨道后还需要对卫星进行10次点火控制。第1次点火，抬高近地点，将近地点抬高到约600km，第2、3、4、次点火，让卫星不断变轨加速，经过三次累积，卫星加速到11.0km/s的速度进入地月转移轨道向月球飞去.后6次点火的主要作用是修正飞行方向和被月球捕获时的紧急刹车,最终把卫星送入离月面200km高的工作轨道(可视为匀速圆周运动).已知地球质量是月球质量的81倍,R月=1800km,R地=6400km,卫星质量350kg,地球表面重力加速度g取10m/s2.求：（1）卫星在绕地球轨道运行时离地面600km时的加速度.卫星变轨问题探月卫星轨道示意图如图所示.卫星进入地球轨道后还需要对卫星进行10次点火控制。第1次点火，抬高近地点，将近地点抬高到约600km，第2、3、4、次点火，让卫星不断变轨加速，经过三次累积，卫星加速到11.0km/s的速度进入地月转移轨道向月球飞去.后6次点火的主要作用是修正飞行方向和被月球捕获时的紧急刹车,最终把卫星送入离月面200km高的工作轨道(可视为匀速圆周运动).已知地球质量是月球质量的81倍,R月=1800km,R地=6400km,卫星质量350kg,地球表面重力加速度g取10m/s2.求：（2）卫星从离开地球轨道进入地月转移轨道最终稳定在离月球表面200km的工作轨道上外力对它做了多少功?（忽略地球自转及月球绕地球公转的影响）卫星变轨问题解析：（1）卫星在离地600km处对卫星加速度为a，由牛顿第二定律又由 可得a=8 m/s2（2）卫星离月面200km速度为v，由牛顿第二定律得：由 及M月/M=1/81 得:V2=2.53106km2/s2由动能定理,对卫星 W=mv2 mv02=2350（253104110002）=11011J卫星变轨问题我国发射的“嫦娥一号”卫星发射后首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，通过加速再进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地心最近距离为L1，最远距离为L2，卫星快要到达月球时，依靠火箭的反向助推器减速，被月球引力“俘获”后，成为环月球卫星，最终在离月心距离L3的“绕月轨道”上飞行已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g，月球表面的重力加速度为g/6，求：卫星停泊轨道过渡轨道绕月轨道L1L2L3（1）卫星在“停泊轨道”上运行的线速度；（2）卫星在“绕月轨道”上运行的线速度卫星变轨问题解析：(1)得 （2）卫星变轨问题P 地球Q轨道1轨道210.（09山东18）2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。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。下列判断正确的是 （BC ）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度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大于变轨后沿圆轨道运动的加速度卫星变轨问题解析：飞船点火变轨，前后的机械能不守恒，所以A不正确。飞船在圆轨道上时万有引力来提供向心力，航天员出舱前后都处于失重状态，B正确。飞船在此圆轨道上运动的周期90分钟小于同步卫星运动的周期24小时，根据 可知，飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度，C正确。飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时只有万有引力来提供加速度，变轨后沿圆轨道运动也是只有万有引力来提供加速度，所以相等，D不正确。考点：机械能守恒定律，完全失重，万有引力定律提示：若物体除了重力、弹性力做功以外，还有其他力(非重力、弹性力)不做功，且其他力做功之和不为零，则机械能不守恒。根据万有引力等于卫星做圆周运动的向心力可求卫星的速度、周期、动能、动量等状态量。由 得，由 得，由 得，可求向心加速度。卫星变轨问题解析：解析：(1)得 （2）卫星变轨问题解析：解析：(1)得 （2）卫星变轨问题解析：解析：(1)得 （2）卫星变轨问题【自主解答】由【自主解答】由Fm 知，知，Ekmv2，r越大，越大，Ek越小越小r增大，卫星在升高增大，卫星在升高过程中要克服万有引力做功，引力势能增大综上所述过程中要克服万有引力做功，引力势能增大综上所述D对，对，A、B、C错错卫星变轨问题(2011年高考大纲全国卷)我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比()A卫星动能增大，引力势能减小B卫星动能增大，引力势能增大C卫星动能减小，引力势能减小D卫星动能减小，引力势能增大