高一物理卫星变轨问题PPT推荐.ppt

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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11、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速度速度内小外大内小外大（切点看轨迹）（切点看轨迹）22、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，动能大，动能大远地点远地点-速度速度小小，动能小，动能小vvFF引引引引12R卫星在圆轨卫星在圆轨道运行速度道运行速度V1V2900减小减小卫星变轨原理卫星变轨原理vv33FF引引引引L卫星变轨原理卫星变轨原理使使使使卫卫卫卫星星星星进进进进入入入入更更更更高高高高轨轨轨轨道道道道做做做做圆圆圆圆周周周周运运运运动动动动v33v44卫卫星星的的回回收收11、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11，然后经点火使其沿，然后经点火使其沿椭圆轨道椭圆轨道22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33。

轨道。

轨道11、22相切于相切于PP点，点，22、33相切于相切于QQ点。

当卫星分别在点。

当卫星分别在11、22、33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（）AA、在轨道、在轨道33上的速率大上的速率大于于11上的速率上的速率BB、在轨道、在轨道33上的角速度上的角速度小于小于11上的角速度上的角速度CC、在轨道、在轨道22上经过上经过QQ点时点时的速率等于在轨道的速率等于在轨道33上经过上经过QQ点时的速率点时的速率DD、在轨道、在轨道11上经过上经过PP点时的加速度等于在轨道点时的加速度等于在轨道22上上经过经过PP点时的加速度点时的加速度QQPP231BD22、如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将、如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至距地面高度为卫星发射至距地面高度为hh11的的近地轨道近地轨道上在卫星上在卫星经过经过AA点时点火实施变轨，进入远地点为点时点火实施变轨，进入远地点为BB的的椭圆轨道椭圆轨道上，最后在上，最后在BB点再次点火，将卫星送入点再次点火，将卫星送入同步轨道同步轨道.已知地球表面重力加速度为已知地球表面重力加速度为gg，地球自转周期为，地球自转周期为TT，地，地球的半径为球的半径为RR求：

求：

（11）近地轨道）近地轨道上的速度大小；

上的速度大小；

（22）远地点）远地点BB距地面的高度。

距地面的高度。

解：

“嫦娥奔月嫦娥奔月”图图理性探究理性探究发射、变轨、运行发射、变轨、运行2.2.20072007年年1010月月2424日日“嫦娥一号嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入绕卫星星箭分离，卫星进入绕地轨道。

在绕地运行时，要经过三次近地变轨：

地轨道。

1212小时椭圆轨小时椭圆轨道道2424小时椭圆轨道小时椭圆轨道4848小时椭圆轨道小时椭圆轨道修正轨道修正轨道地月转移轨道地月转移轨道。

1111月月55日日1111时，当卫星经过距月球表面高度时，当卫星经过距月球表面高度为为hh的的AA点时，再经三次变轨：

点时，再经三次变轨：

1212小时椭圆轨道小时椭圆轨道3.53.5小时椭圆小时椭圆轨道轨道最后进入周期为最后进入周期为TT的极月圆轨道的极月圆轨道，如图所示（，如图所示（）A.A.“嫦娥一号嫦娥一号”由由到到需加速、由需加速、由到到需减速需减速B.B.发射发射“嫦娥一号嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度的速度必须达到第三宇宙速度C.C.在绕月圆轨道上在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关卫星周期与卫星质量有关D.D.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比E.E.在绕月圆轨道上在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力卫星受地球的引力大于受月球的引力近近地地变变轨轨轨道修正轨道修正转移轨道转移轨道发射发射D3.3.20072007年年1010月月2424日，日，“嫦娥一号嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入卫星星箭分离，卫星进入绕绕地轨道。

1212小时椭圆轨道小时椭圆轨道3.53.5小时椭圆小时椭圆轨道轨道最后进入周期为最后进入周期为TT的极月圆轨道的极月圆轨道，如图所示。

，如图所示。

若月球半径为若月球半径为RR，试写出月球表面重力加速度的表达式。

试写出月球表面重力加速度的表达式。

近近地地变变轨轨轨道修正轨道修正转移轨道转移轨道发射发射对接问题：

对接问题：

宇宙飞船与空间站的对接宇宙飞船与空间站的对接空间站实际上就是一个载有人的人造卫星，空间站实际上就是一个载有人的人造卫星，那么，地球上的人如何到达空间站，空间站那么，地球上的人如何到达空间站，空间站上的人又如何返回地面？

这些活动都需要通上的人又如何返回地面？

这些活动都需要通过宇宙飞船来完成，这就存在一个宇宙飞船过宇宙飞船来完成，这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的问题。

与空间站对接的问题。

能否把宇宙飞船先发射到空间站的同能否把宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道上，再通过加速去追上空间站实现对一轨道上，再通过加速去追上空间站实现对接呢？

接呢？

不行，因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆不行，因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆轨道而无法与空间站对接。

轨道而无法与空间站对接。

飞船首先在比空间站低的轨飞船首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适当位置道运行，当运行到适当位置时，再时，再加速加速运行到一个椭圆运行到一个椭圆轨道。

通过控制轨道使飞船跟空间通过控制轨道使飞船跟空间站站恰好恰好同时运行到两轨道的同时运行到两轨道的相切点，此时飞船适当减速，相切点，此时飞船适当减速，便可实现对接，如图示。

便可实现对接，如图示。

空间站空间站空间站空间站飞船飞船对接方法：

对接方法：

例：

在太空中有两飞行器例：

在太空中有两飞行器aa、bb，它们在绕地，它们在绕地球的同一圆形轨道上同向运行，球的同一圆形轨道上同向运行，aa在前在前bb在后，在后，它都配有能沿运动方向向前或向后喷气的发动它都配有能沿运动方向向前或向后喷气的发动机，现要想机，现要想bb尽快追上尽快追上aa并完成对接，并完成对接，bb应采应采取的措施是（取的措施是（）AA、沿运动方向喷气、沿运动方向喷气BB、先沿运动方向喷气，后沿运动反方向喷气、先沿运动方向喷气，后沿运动反方向喷气CC、沿运动反方向喷气、沿运动反方向喷气DD、先沿运动反方向喷气，后沿运动方向喷气、先沿运动反方向喷气，后沿运动方向喷气B作业：

作业：