2017-2018學(xué)年同步備課套餐之高一物理教科版版必修2模塊要點(diǎn)回眸：第三章 第17點(diǎn)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第17點(diǎn)衛(wèi)星軌道調(diào)整的原理剖析1。人造衛(wèi)星沿圓軌道和橢圓軌道運(yùn)行的條件當(dāng)衛(wèi)星與火箭分離時,設(shè)衛(wèi)星的速度為v，衛(wèi)星距離地心為r，并設(shè)此時速度與萬有引力垂直（通過地面控制可以實(shí)現(xiàn))，如圖1所示，若衛(wèi)星以速度v繞地球做圓周運(yùn)動,則所需要的向心力為Fn＝meq\f（v2，r），衛(wèi)星受到的萬有引力F＝Geq\f（Mm,r2）圖1(1）當(dāng)F＝Fn時，衛(wèi)星將做圓周運(yùn)動。若此時剛好是離地面最近的軌道，則可求出此時的發(fā)射速度v＝7。9km/s。(2)當(dāng)F<Fn時，衛(wèi)星將做離心運(yùn)動，沿橢圓軌道運(yùn)動.(3)當(dāng)F〉Fn時,衛(wèi)星在引力作用下，向地心做橢圓運(yùn)動.因此,星、箭分離時的速度是決定衛(wèi)星運(yùn)行軌道的主要因素.2.人造衛(wèi)星的軌道調(diào)整如圖2所示,以衛(wèi)星從近地圓軌道Ⅰ變軌到圓軌道Ⅲ為例加以分析。圖2在圓軌道Ⅰ穩(wěn)定運(yùn)行時滿足eq\f(GMm，r\o\al(2，A)）＝meq\f（v\o\al(

2，A）,rA）（rA為A到地心的距離）.若在A點(diǎn)提高速度(衛(wèi)星自帶推進(jìn)器可完成這個任務(wù)）至vA′則有eq\f（GMm,r\o\al（2，A）)<meq\f（vA′2,rA）,則衛(wèi)星做離心運(yùn)動,將在橢圓軌道Ⅱ上運(yùn)動，若不再通過推進(jìn)器改變速度,則會一直在橢圓軌道Ⅱ上運(yùn)動。當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)B點(diǎn)時，若要使衛(wèi)星在圓軌道Ⅲ上運(yùn)行，則必須在B點(diǎn)再次提速。由此可以看出,衛(wèi)星由低軌道變到高軌道必須在適當(dāng)?shù)奈恢锰崴?，同?由高軌道變到低軌道必須在適當(dāng)?shù)奈恢脺p速.對點(diǎn)例題2013年6月23日10時07分,在航天員聶海勝的精準(zhǔn)操控和張曉光、王亞平的密切配合下，“神舟十號"飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器成功實(shí)現(xiàn)手控交會對接.如果對接前飛船和飛行器在同一軌道上運(yùn)行,飛船與前面飛行器對接,飛船為了追上飛行器,可采用的方法是（）A.飛船加速追上飛行器,完成對接B。飛船從原軌道減速至一個較低軌道，再加速追上飛行器完成對接C。飛船加速至一個較低軌道再減速追上飛行器完成對接D。無論飛船如何采取措施,均不能與飛行器對接解題指導(dǎo)飛船要追上飛行器，應(yīng)先減速,使它的半徑減小，當(dāng)飛船運(yùn)動到合適的位置時再加速，使其軌道半徑增大,當(dāng)剛好運(yùn)動到飛行器所在軌道時停止加速,則飛船的速度剛好等于飛行器的速度，可以完成對接.B正確.答案B我國某同步衛(wèi)星在發(fā)射過程中經(jīng)過四次變軌進(jìn)入同步軌道.如圖3為第四次變軌的示意圖，衛(wèi)星先沿橢圓軌道Ⅰ飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)P處實(shí)現(xiàn)變軌，由橢圓軌道Ⅰ進(jìn)入同步軌道Ⅱ，則該衛(wèi)星（）圖3A.在軌道Ⅱ上的周期比地球自轉(zhuǎn)周期大B.在軌道Ⅱ上的加速度比在軌道Ⅰ上任意一點(diǎn)的加速度大C.在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)的速度比在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)的速度小D。在軌道Ⅱ上的速度比在軌道Ⅰ上任意一點(diǎn)的速度大答案C解析軌道Ⅱ是同步軌道，周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，故A錯誤；衛(wèi)星在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)時所受的萬有引力相等,所以加速度相等，故B錯誤;衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的P點(diǎn)速度較小，萬有引力大于所需的向心力，會做近心運(yùn)動，要想進(jìn)入圓軌道Ⅱ，需加速，使萬有引力等于所需要的向心力.所以衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)的速度小于在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)時的速度,故C正確，D錯誤。

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