模型12 卫星发射与变轨系列2公开课.docx

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1、模型12卫星发射与变轨系列21 .卫星发射及变轨过程概述人造卫星的发射过程要经过屡次变轨方可到达预定轨道，如下图。(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道/上。(2)在A点点火加速，由于速度变大,万有引力缺乏以提供向心力，卫星做离心运动进入椭 圆轨道。(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道/。2.四个运行物理量的大小比拟速度:设卫星在圆轨道/和/上运行时的速率分别为也、以在轨道上过A点和B点 速率分别为玄、忸在A点加速，那么K4率，在B点加速，那么&又因也以故有VaV1V3VBo加速度:因为在A点，卫星只受到万有引力作用，故不管从轨道/还是轨道上经过A 点,卫星的加

2、速度都相同，同理，经过B点的加速度也相同。(3)周期:设卫星在/、仞轨道上的运行周期分别为口、一、八,轨道半径分别为门、r2(半长轴)、以由开普勒第三定律可知TiT273o(4)机械能:在一个确定的圆(椭圆)轨道上卫星的机械能守恒。假设卫星在/、力轨道 的机械能分别为左、E?、贝1目及m rzr变轨结果变为椭圆轨道运动或在较大半径圆轨道上运动变为椭圆轨道运动或在较小半径圆轨道上运动近地点“距地面200km,远地点N距地面340km.进入该轨道正常运行时，通过M、N点时 的速率分别是由和也.当某次飞船通过N点时,地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机， 使飞船在短时间内加速后进入离地面340km

3、的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，这 时飞船的速率为也.比拟飞船在M、N、尸三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率大小 和加速度大小，以下结论正确的选项是（）%A. ViV3V2，ViV2V3， 042 = 3B. VjV2 = V3，V|V3V2， 12 = 43【答案】D【解析】根据万有引力提供向心力，即噌=加。得：。=誓，由图可知为。2 =。3；当某次飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内 加速后进入离地面340km的圆形轨道，所以也也，根据牛=牛得v=恃又因为八 门,所以也13故也也 丫2 .应选D.【变式训练2】如下图是我国首个空间实验室“天

4、宫一号”的发射及运行示意图。长征运载 火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上方点距离地面高度为九地球的中心 位于椭圆的一个焦点上，“天宫一号”飞行几周后变轨进入预定圆轨道。“天宫一号”在预定 圆轨道上飞行圈所用时间为。引力常量为G,地球半径为R,那么以下说法正确的选项是（）oA.“天宫一号”在椭圆轨道的B点的加速度大于在预定圆轨道的B点的加速度B.“天宫一号”从A点开始沿椭圆轨道向B点运行的过程中，动能先减小后增大C.“天宫一号”沿椭圆轨道运行的周期大于沿预定圆轨道运行的周期 23D.由题中给出的信息可以计算出地球的质量（露）M【答案】D【解析】“天宫一号”在椭圆轨道的B点的向心加速度以及在圆轨道B点的向心加速度都是 由万有引力提供的，所以加速度相等,A项错误。“天宫一号”从A点开始沿椭圆轨道向B点运 行的过程中，只受到地球的引力作用，距离地球越来越远，地球的引力做负功，根据动能定理可 知,动能越来越小，故B项错误。椭圆轨道的半长轴小于圆轨道的半径，根据开普勒第三定律可 知，“天宫一号”沿椭圆轨道运行的周期小于沿预定圆轨道运行的周期，故C项错误。“天宫一号” 在预定圆轨道上飞行圈所用时间为，故周期 三根据万有引力提供向心力有223器5*（/?+）,得地球质量 1（”）工故口项正确。（R+力）7Gt