卫星变轨问题-公开课讲解学习课件.ppt

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1、人造卫星轨道人造卫星轨道变化问题分析变化问题分析近地卫星的发射近地卫星的发射加速加速漂漂移移加速加速近地轨道近地轨道 万有引力万有引力不够不够提供向心力提供向心力卫星如何从圆轨道卫星如何从圆轨道进入椭圆轨道进入椭圆轨道 ，解释原因？解释原因？卫星在卫星在P P处处向后喷火向后喷火加速加速离心离心运动运动椭圆椭圆P P圆圆I I为椭圆的内切圆为椭圆的内切圆卫星如何从椭圆轨道卫星如何从椭圆轨道进入圆轨道进入圆轨道 ，解释原因？解释原因？卫星在卫星在Q Q处处向后喷火向后喷火加速加速 万有引力万有引力不够不够提供向心力提供向心力离心离心运动运动圆圆QQ圆圆IIIIII为椭圆的外切圆为椭圆的外切圆卫星

2、变轨总结卫星变轨总结1、从内（低）到外（高）要加速从内（低）到外（高）要加速2、从外（高）到内（低）要减速从外（高）到内（低）要减速思考思考1：卫星在轨道卫星在轨道上经过上经过P点时的速度大点时的速度大小为小为 vp1 与它在轨道与它在轨道上经过上经过P点时的速度大点时的速度大小为小为vp2，试比较二者大小关系？试比较二者大小关系？vp2vp1追问：在椭圆轨道上追问：在椭圆轨道上P点与点与Q点点的速度大小相等吗？的速度大小相等吗？卫星变轨中速度的关系卫星变轨中速度的关系vPvQP PQ 思考思考2：卫星在轨道卫星在轨道上经过上经过Q点时的速点时的速度为大小度为大小 vQ3 与它在轨道与它在轨道

3、上经过上经过Q点时的点时的速度大小为速度大小为vQ4，试比较二者大小关系？试比较二者大小关系？vQ4vQ3P PQQ卫星变轨中速度的关系卫星变轨中速度的关系思考思考3：比较卫星在轨道比较卫星在轨道上经过上经过P点时点时的加速度的加速度ap1 与它在轨道与它在轨道上经过上经过P点时点时的加速度的加速度ap2 的大小？的大小？P P卫星变轨中加速度的关系卫星变轨中加速度的关系卫卫星星的的回回收收例例1.1.20092009年年5 5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在务后，在A A点从圆形轨道点从圆形轨道进入椭圆轨道进入椭圆轨道，B B为轨道

4、为轨道上的一点，上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有 （）A.A.在轨道在轨道上经过上经过A A的速度小于经过的速度小于经过B B的速度的速度B.B.在轨道在轨道上经过上经过A A的速度小于在轨道的速度小于在轨道上经过上经过A A的速度的速度C.C.在轨道在轨道上经过上经过A A的加速度等于在轨道的加速度等于在轨道上经过上经过A A的加速度的加速度D.D.在轨道在轨道上经过上经过A A的加速度小于在轨道的加速度小于在轨道上经过上经过A A的加速度的加速度ABC 例例2 2：在太空中有两飞行器在太空中有两飞行器a a、b b，

5、它们在绕地球的同一圆形轨，它们在绕地球的同一圆形轨道上同向运行，道上同向运行，a a在前在前b b在后，它都配有能沿运动方向向前或在后，它都配有能沿运动方向向前或向后喷气的发动机，现要想向后喷气的发动机，现要想b b 尽快追上尽快追上a a 并完成对接，并完成对接，b b应采应采取的措施是（取的措施是（）A A、沿运动方向喷气、沿运动方向喷气 B B、先沿运动方向喷气，、先沿运动方向喷气，后沿运动反方向喷气后沿运动反方向喷气C C、沿运动反方向喷气、沿运动反方向喷气 D D、先沿运动反方向喷气，、先沿运动反方向喷气，后沿运动方向喷气后沿运动方向喷气Bab减速减速V增大增大减速减速卫星向后喷火，

6、卫星的线速度卫星向后喷火，卫星的线速度v突然突然增大增大，所需向心力，所需向心力也随之而也随之而增大，增大，此此时时万有引力不足以提供万有引力不足以提供卫星绕地球做卫星绕地球做圆周运动的圆周运动的向心力，向心力，卫卫星将做离心运星将做离心运动动，脱离原来的，脱离原来的圆轨圆轨道，做椭圆运动。道，做椭圆运动。卫星变轨总结卫星变轨总结当当卫卫星星向前喷火，卫星的线向前喷火，卫星的线速度突然减小，速度突然减小，所需所需向心力向心力也随之而突然也随之而突然减小，减小，（万有引力不变）（万有引力不变）即万有引力大于即万有引力大于卫卫星所需的向心力，因此星所需的向心力，因此卫卫星将星将做做近近心运心运动动

7、，同，同样样会脱离原来的会脱离原来的圆轨圆轨道，道，轨轨道半道半径径变变小，小，卫卫星的回收利用了星的回收利用了这这一原理一原理卫星变轨总结卫星变轨总结2、神六变轨、神六变轨 神六飞船入轨后先是在近地点神六飞船入轨后先是在近地点200公里，远地点公里，远地点350公里的椭圆公里的椭圆轨道上运行，运行轨道上运行，运行5圈时，然后变轨到距地面圈时，然后变轨到距地面343公里的圆形轨道。公里的圆形轨道。为什么它的轨道是椭圆轨道？为什么它的轨道是椭圆轨道？10月月12日日15时时55分，北京航天飞控中心发出指令，启动神舟六分，北京航天飞控中心发出指令，启动神舟六号轨控发动机，从号轨控发动机，从15时时

8、54分分45秒开始，发动机工作了秒开始，发动机工作了63秒，飞船秒，飞船的运动已接近圆形，飞船变轨如何实现？的运动已接近圆形，飞船变轨如何实现？QPv3比较比较v1、v2、v3的大小的大小?v1v2神州六号的相关问题神州六号的相关问题v1_v2v2_v3v1_v3v1v3v210.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点，然后点火，使其沿椭圆轨道火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道道3。轨道。轨道1、2相切于相切于Q点。轨道点。轨道2、3相切于相切于P点，如图所示。当点，如图

9、所示。当卫星分别在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是轨道上正常运行时，以下说法正确的是A.卫星在轨道卫星在轨道3上的速率大于在轨道上的速率大于在轨道1上的速率上的速率B.卫星在轨道卫星在轨道3上的角速度小于在轨道上的角速度小于在轨道1上的角速度上的角速度C.卫星在轨道卫星在轨道1上经过上经过Q点时的加速度大于它在轨道点时的加速度大于它在轨道2上经过上经过Q点时点时的加速度的加速度D.卫星在轨道卫星在轨道2上经过上经过P点时的加速度等于它在轨道点时的加速度等于它在轨道3上经过上经过P点时点时的加速度的加速度213PQBD若飞船要与轨道空间站对接，飞船为了追上若飞船要与轨道空间

10、站对接，飞船为了追上轨道空间站（轨道空间站（）A、可以从较低的轨道上加速、可以从较低的轨道上加速B、可以从较高的轨道上加速、可以从较高的轨道上加速C、可以从与空间站同一轨道上加速、可以从与空间站同一轨道上加速D、无论在什么轨道上，只要加速都行、无论在什么轨道上，只要加速都行例题分析例题分析A12如图所示，如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上是在地球大气层外圆形轨道上运动的运动的3颗卫星，下列说法正确的是：颗卫星，下列说法正确的是：A、b、c的线速度大小相等，且大于的线速度大小相等，且大于a的线速度；的线速度；B、b、c的向心加速度大小相等，且大于的向心加速度大小相等，且大于a的向心的向心 加速度；加速度；C、c加速可追上同一轨道加速可追上同一轨道 上的上的b，b减速可等候减速可等候 同一轨道上的同一轨道上的c；D、a卫星由于某原因，轨卫星由于某原因，轨 道半径缓慢减小，其线道半径缓慢减小，其线 速度将增大。速度将增大。例题分析例题分析D