卫星变轨问题-精华版.PPTVIP

卫星变轨 【练习】宇宙飞船空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可采取的办法是（　　　）　　　　　　　　 A、飞船加速直到追上空间站 B、飞船从原轨道减速至一较低轨道，再加速追上空间站完成对接 C、飞船从原轨道加速至一较高轨道，再减速追上空间站完成对接 D、无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接 【练习】发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是： A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度 大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度 等于它在轨道3上经过P点时的加速度 1 2 3 p Q 卫星变轨 【练习】如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星，下列说法正确的是： A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度 B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等到同一轨道上的c D．a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将变小 地球 a c b 2、卫星“变轨” 问题 1、卫星“比较”问题 专题　万有引力定律的应用 地球 两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径不同,比较它们的向心加速度an、线速度v、角速度ω 、周期T。 计算中心天体的质量M、密度ρ （当卫星在天体表面上飞行？） （1）某星体m围绕中心天体M做圆周运动的周期为T，圆周运动的轨道半径为r （3）中心天体密度 （2）已知中心天体的半径R和表面g 人造地球卫星： 两极的物体： 赤道上的物体： 近地卫星： 地球表面的物体 （与地球具有相同的ω0） 即： 即： 人造地球卫星 所有卫星的轨道圆心都在地心上 按轨道分类:极地卫星;赤道卫星;其他卫星 注意事项：区别赤道上随地球自转的物体、近地卫星与同步卫星： 　 半径R 周期T 向心力F 关系式 备注 赤道上物体 即为地球半径 与地球自转周期相同，即24h 此处的万有引力与重力之差 在赤道上与地球保持相对静止 近地卫星 即为地球半径 可求得T=85min 此处的万有引力 离地高度近似为0，与地面有相对运动 同步卫星 可求得距地面高度h≈36000km，约为地球半径的5.6倍 与地球自周期相同，即24h 此处的万有引力 轨道面与赤道面重合，在赤道上空，与地面保持相对静止 卫星变轨问题 卫星变轨问题 V F引 F引＜F向 F引＞F向 卫星变轨原理 M m A点速度—内小外大（在A点看轨迹） 在A点万有引力相同 A · 思考：人造卫星在低轨道上运行，要想让其在高轨道上运行，应采取什么措施？ 在低轨道上加速，使其沿椭圆轨道运行，当行至椭圆轨道的远点处时再次加速，即可使其沿高轨道运行。 卫星变轨原理 1、卫星在二轨道相切点 万有引力相同，加速度相同 速度—内小外大（切点看轨迹） 2、卫星在椭圆轨道运行 近地点---速度大，加速度大 远地点---速度小，加速度小 v F引 1 2 R 卫星在圆轨道运行速度V1 V2 θ＞900 减小 卫星变轨原理 v3 F引 r 卫星变轨原理 使卫星进入更高轨道做圆周运动 v3 v4 卫星的回收 卫星变轨 【卫星如何变轨】 　 　以发射同步卫星为例，先进入一个近地的圆轨道，然后在v2点火加速，进入椭圆形转移轨道 （该椭圆轨道的近地点在近地圆轨道上，远地点在同步轨道上），到达远地点时再次自动点火加速，进入同步轨道。 v1 v2 v3 v4 v2v1 v4v3 v1v4 v2v1v4v3 v1 v2 v3 v4 v2v1 v4v3 v1v4 结果：v2v1v4v3 v2v3 点火加速： 在椭圆轨道上运行: 第一次变轨： 第二次变轨： 点火加速： 在圆轨道上稳定运行： 卫星变轨 【分析思路】 　 定态运行： 看公式 动态变轨： 分析供需 圆轨道与椭圆轨道的互变： A B A点： 加速 →椭圆 减速 →圆 B点： 近地点 远地点 圆→ 椭圆→ 减速 →椭圆 加速 →圆 圆→ 椭圆→ 1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，2、3相切于Q点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以下说法正确的是（ ） A、