万有引力的应用——变轨问题.ppt

* 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第4讲 万有引力与航天 一、变轨运行 卫星在轨道变换时，总是主动或其它原因使速度发生变化，导致万有引力和向心力相等的关系被破坏。 卫星做向心运动， 卫星做离心运动，发生变轨。在变轨过程中，由于动能和势能的相互转化，可能出现万有引力和向心力再次相等，卫星即定于新的轨道 人造卫星由于受到大气的阻力，其绕地球运转的高度会逐渐减小，若卫星的绕行仍可近似看做圆周运动，则在这一过程中人造卫星前后的( ) A.线速度增大 B.周期减小 C.角速度减小 D.向心加速度增大 E.向心力减小 ABD A 某宇航员要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站：…………………………（　　） A. 只能从较低轨道上加速 B. 只能从较高轨道上加速 C. 只能从空间站同一高度的轨道上加速 D. 无论在什么轨道上，只要加速都行 卫星到达预定圆周轨道之前运载火箭的最后一节火箭仍和卫星连接在一起（卫星在前，火箭在后），先在大气层外某一轨道a上绕地球做匀速圆周运动，然后启动脱离装置，使卫星加速并实现星箭脱离，最后卫星达到预定轨道b。关于星箭脱离后的说法正确的是（ ） A、预定轨道b比轨道a离地面高，卫星速度比脱离前大 B、预定轨道b比轨道a离地面低，卫星运行周期变小 C、预定轨道b比轨道a离地面高，卫星向心加速度变小 D、卫星和火箭仍在同一轨道上运动，卫星的速度比火箭大 C A B C 同步卫星在赤道上空的同步轨道上定位后，由于受太阳、月球以及天体的引力作用影响，会产生不同方向的飘移运动而偏离原来的轨道。当偏离达到一定程度就要发动卫星上的小发动机进行修正。如图中A为离地面36000km的同步轨道，B和C为两个已经偏离同步轨道但仍在赤道平面内的同步卫星，要使它们回到同步轨道上来，下述正确的有（ ） A、开动B的小发动机向前喷气，使B适当减速 B、开动B的小发动机向后喷气，使B适当加速 C、开动C的小发动机向前喷气，使C适当减速 D、开动C的小发动机向后喷气，使C适当加速 AD 08年高考广东卷物理 如图是“嫦娥---奔月”示意图，卫星发射后通 过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测，下列说法正确的是 A.发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度 B.在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关 C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比 D.在绕月轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力 C 如图所示，发射地球同步卫星时，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上的经过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上的经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 2 3 P Q 1 BD 卫星变轨问题 我国发射的“嫦娥一号” 探月卫星简化后的路线示意图, 如图3所示,卫星由地面发射后, 经发射轨道进入停泊轨道,然后 在停泊轨道经过调速后进入地月 转移轨道,经过几次制动后进入工作 轨道,卫星开始对月球进行探测.已知地球与月球 的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工作轨道半径 之比为b,卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为 做匀速圆周运动,则( ) 图3 A.卫星在停泊轨道和工作轨道运动的速度之比为 B.卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为 C.卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇 宙速度 D.卫星从停泊轨道转移到地月转移轨道,卫星必须 加速 由万有引力提供向心力可以判断不同轨 道的速度、周期之间的关系.卫星轨道变大时,周期 变大,速度(动能)减小,但机械能增大,即需要加速. 答案 AD 思路点拨 变式练习3 如图4所示,假设月球半 径为R,月球表面的重力加速度为g0, 飞船在距月球表面高度为3R的圆形 轨道Ⅰ运动,到达轨道的A点时点火 变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近 月点B再