30卫星飞船变轨问题(75份)

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1、物理（理）科学案序号翌高一年级班教师官安民学生卫星、飞船变轨问题学习内容：卫星、飞船变轨与对接学习重点：卫星、飞船在不同轨道上或者位置处速度、加速度、周期、角速度的变化学习重点：卫星、飞船变轨的原理的理解和运动规律的研究。开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积（近快远慢）开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等一、人造卫星基本原理绕地球做匀速圆周运动的人造卫星所需向心力由万有引力提供。轨道半径r确定后，与之对应的卫星线速度v=、角速度仍=、周期

2、r=、向心加速度a=也都是确定的。如果卫星的质量也确定，一旦卫星发生变轨，即轨道半径r发生变化，上述物理量都将随之变化。同理，只要上述物理量之一发生变化，另外几个也必将随之变化。二、人造卫星的变轨问题例1.某人造卫星运动的轨道可近似看作是以地心为中心的圆.由于阻力作用，人造卫星到地心的距离从慢慢变到r2，则（A）riv2⑼rAr”Vi>v2三、突变由于技术上的需要，有时要在适当的位置短时间启动飞行器上的发动机，使飞行器轨道发生突变，使其到达预定的目标。如：发

3、射同步卫星时，通常先将卫星发送到近地轨道I，使其绕地球做匀速圆周运动，速率为Kl，第一次在P点点火加速，在短时间内将速率由r,增加到〜使卫星进入椭圆形的转移轨道II;卫星运行到远地点时的速率为〜此时进行第二次点火加速，在短时间内将速率由h增加到r4,使卫星进入同步轨道III,绕地球做匀速圆周运动。没变，因此卫星将开始做离心运动，进入椭第一次加速：卫星需要的向心力增大了，但万有引力rr圆形的转移轨道II。点火过程中卫星的线速度増大。第二次加速：为使卫星进入同步轨道，在卫星运动到C点时必须再次启动卫星上的小火箭，短时间内使卫星

4、的717.1厂速率由增加到「4,使它所需要的向心力一^增大到和该位置的万有引力相等，这样就能使卫星进入同步轨道IIIr而做匀速圆周运动。一定要给卫星加结论是：要使卫星由较低的圆轨道进入较高的圆轨道，即增大轨道半径（增大轨道高度速增加能量。例2人造飞船首先进入的是距地面高度近地点为200km，远地点为340km的的椭圆轨道，在飞行第五圈的时候，飞船从椭圆轨道运行到以远地点为半径的圆行轨道上，如图所示，试处理下面几个问题（地球的半径R=6370km，g=9.8m/s2）：（1）飞船在椭圆轨道1上运行，Q为近地点，P为远地点，当

5、飞船运动到P点时点火，使飞船沿圆轨道2运行，以下说法正确的是A.飞船在Q点的万有引力大于该点所需的向心力B.飞船在P点的万有引力大于该点所需的向心力C.飞船在轨道1上P的速度小于在轨道2上P的速度D.飞船在轨道1上P的加速度大于在轨道2上P的加速度（2）假设由于飞船的特殊需要，美国的一艘原来在圆轨道运行的飞船前往与之对接，则飞船一定是A.从较低轨道上加速B.从较高轨道上加速C.从同一轨道上加速D.从任意轨道上加速练习1航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在,4点从圆形轨道I进入椭圆轨道II,及为轨道II上的一点，如

6、图4一4一5所示。关于航天飞机的运动，下列说法中错误的有（）轨道I，-/轨道nA.在轨道II上经过A的速度小于经过的速度、JB.在轨道II上经过A的动能小于在轨道I上经过4的动能C.在轨道II上运动的周期小于在轨道I上运动的周期D.在轨道II上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度练习2.如图4所示，发射某飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点M距地而200km,远地点W距地面330km。进入该轨道正常运行时，其周期为乃，通过M、7V点时的速率分别是川、r2。当某次飞船通过TV点时,地面指挥部发出指令，点燃飞船

7、上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面330kin的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，周期为r2,这时飞船的速率为巧。比较飞船在似、/v、三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率大小和加速度大小及在两个轨道上运行的周期，下列结论正确的是（A.V>v^B.V>lhC.a2=a3D.7}〉T2练习3.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，6处于地而附近的近地轨道上正常运动，c•是地球同步卫星，是高空探测卫星，各卫星排列位置如图1所示，则有（）A.tz的向心加速度等于重力加速度$

8、B.在相同时间内转过的弧长最长C.<、在4小时内转过的圆心角是71/6D.d的运动周期有可能是20小时练习4.如图2所示，是某次发射人造卫星的示意图，人造卫星先在近地圆周轨道I上运动，然后改在椭圆轨道2上运动，最后在圆周轨道3上运动，点是轨道1、2的交点，6点是轨道2、3的交点，人造卫星在轨道丨上的速度