衛(wèi)星變軌課件

內(nèi)

容一、衛(wèi)星在軌穩(wěn)定運(yùn)行二、宇宙速度三、衛(wèi)星變軌問題1第1頁/共31頁·思考：人造衛(wèi)星在低軌道上運(yùn)行，要想讓其在高軌道上運(yùn)行，應(yīng)采取什么措施？在低軌道上加速，使其沿橢圓軌道運(yùn)行，當(dāng)行至橢圓軌道的遠(yuǎn)點(diǎn)處時(shí)再次加速，即可使其沿高軌道運(yùn)行。………..三、變軌問題2第2頁/共31頁vF引13第3頁/共31頁2v2F引L4第4頁/共31頁5第5頁/共31頁使衛(wèi)

星進(jìn)入更高軌道做圓周運(yùn)動(dòng)6第6頁/共31頁v3v2vv’7第7頁/共31頁非遠(yuǎn)地點(diǎn)變軌向高軌衛(wèi)星的發(fā)射8第8頁/共31頁衛(wèi)

星的收9第9頁/共31頁F引v’F引’第10頁/共31頁vAB寫出A位置與B位置的向心力方程？101、如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌道2運(yùn)行；最后再次點(diǎn)火將其送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于P點(diǎn)，）時(shí)，以下說法正確的是（A、在軌道3上的速率大于1上的速率B、在軌道3上的角速度小于1上的角速度C、在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)QP2·312、3相切于Q點(diǎn)。B當(dāng)D衛(wèi)星分別在1、2、3上正常運(yùn)行的速率等于在軌第道11頁3/共上31頁經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速率11“嫦娥奔月”圖(視頻)16第12頁/共31頁122.

2007年10月24日“嫦娥一號”衛(wèi)星星箭分離，衛(wèi)星進(jìn)入繞地軌道。在繞地運(yùn)行時(shí)，要經(jīng)過三次近地變軌：12小時(shí)橢圓軌道①→24小時(shí)橢圓軌道②→48小時(shí)橢圓軌道③→修正軌道④→地月轉(zhuǎn)移軌道⑤。11月5日11時(shí)，當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)過距月球表面高度為h的A點(diǎn)時(shí)，再經(jīng)三次變軌：12小時(shí)橢圓軌道⑥→3.5小時(shí)橢圓軌道⑦→最后進(jìn)入周期為T的極月圓軌道⑧

，如圖所示。（）E.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力①第13頁/共31頁A.“嫦娥一號”由⑤到⑥②需加速、由⑦到⑧需減速③近C.在繞月地圓軌道上,衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)變轉(zhuǎn)移軌道D.衛(wèi)星受軌月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比④軌道修正⑤⑥⑧B.發(fā)射“嫦娥一發(fā)射號”的速度必須達(dá)到第三宇宙速度⑦132.

2007年10月24日，“嫦娥一號”衛(wèi)星星箭分離，衛(wèi)星進(jìn)入繞橢圓①14第14頁/共31頁②地地軌道。在繞地運(yùn)行時(shí)，要經(jīng)過三次近地變軌：12小時(shí)橢圓軌道①→24小時(shí)橢圓軌道②→48小時(shí)橢圓軌道③→修正軌道④→地月轉(zhuǎn)移軌道⑤。11月5日11時(shí)，當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)過距月球表面高度為h的A點(diǎn)時(shí)，再經(jīng)三次變③軌：12小轉(zhuǎn)時(shí)移軌橢道圓軌道⑥→3.5小時(shí)軌道⑦→近

最后進(jìn)入周期為T的極月圓軌道⑧

，如圖所示。若月球變半徑為R，試寫出月球表面重力加速度的表達(dá)式。軌④軌道修正⑤⑥⑦⑧發(fā)射對接問題:宇宙飛船與空間站的對15第15頁/共31頁接空間站實(shí)際上就是一個(gè)載有人的人造衛(wèi)星，那么，地球上的人如何登到空間站，空間站上的人又如何返回地面？這些活動(dòng)都需要通過宇宙飛船來完成，這就存在一個(gè)宇宙飛船與空間站對接的問題。思考：能否把宇宙飛船先發(fā)射到空間站的同一軌道上，再通過加速去追上空間站實(shí)現(xiàn)對接呢？不行，因?yàn)轱w船加速后做離

心運(yùn)動(dòng)會(huì)偏離原來的圓軌道

而無法與空間站對接。飛船

首先在比空間站低的軌道運(yùn)

行，當(dāng)運(yùn)行到適當(dāng)位置時(shí)，

再加速運(yùn)行到一個(gè)橢圓軌道。通過控制軌道使飛船跟空間

站恰好同時(shí)運(yùn)行到兩軌道的

相切點(diǎn)，便可實(shí)現(xiàn)對接，如

圖所示.空間站16第16頁/共31頁飛船例：在太空中有兩飛行器a、b，它們在繞地

球的同一圓形軌道上同向運(yùn)行，a在前b在后，它都配有能沿運(yùn)動(dòng)方向向前或向后噴氣的發(fā)動(dòng)機(jī)，現(xiàn)要想b

盡快追上a

并完成對接，b應(yīng)采17第17頁/共31頁取的措施是（

B

）A、沿運(yùn)動(dòng)方向噴氣B、先沿運(yùn)動(dòng)方向噴氣，后運(yùn)動(dòng)沿反方向噴氣

C、沿運(yùn)動(dòng)反方向噴氣D、先沿運(yùn)動(dòng)反方向噴氣，后沿運(yùn)動(dòng)方向噴氣F引mg0Fn重力、萬有引力與向心力的關(guān)系18第18頁/共31頁F引FNF引FN19第19頁/共31頁兩極的物體：地球表面的物體（與地球具有相同的ω）赤道上的物體：即：即：近地衛(wèi)星：人造地球衛(wèi)星：2014\15第20頁/共31頁例:設(shè)同步衛(wèi)星離地心距離為r

，運(yùn)行速率為v1，加速度為a1,地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2,第一宇宙速度為v2，地球半徑為R

，則()A．B．C．D．AD21第21頁/共31頁1、在某行星上用彈簧來秤測量某一物體的重力。在赤道上測量的示數(shù)比在兩極處測量的示數(shù)小1/10，若該行星一晝夜的運(yùn)行時(shí)間為T，萬有引力常量為G，則這顆行星的密度為多少？

22第22頁/共31頁30π/GT22、如果地球自轉(zhuǎn)加快，地球赤道上物體的重量將發(fā)生怎樣的變化？

23第23頁/共31頁減小當(dāng)自轉(zhuǎn)周期等于多少時(shí)可使赤道上的物體飄起來？1.4小時(shí)連續(xù)物或衛(wèi)星群的判斷問題D.若v與R成反比，則環(huán)帶是小衛(wèi)星群第24頁/共31頁24例：根據(jù)觀察，在土星外層有一個(gè)環(huán)帶，該環(huán)帶有星云等物質(zhì)構(gòu)成，為了判斷環(huán)帶是土星的連續(xù)物還是小衛(wèi)星群。可測出環(huán)中各層的線速度v與該層到土星中心的距離R之間A的D關(guān)系，從而加以確定。對此下列判斷正確的是：（

）若v與R成正比，則環(huán)帶是連續(xù)物

B.若v與R成正比，則環(huán)帶是小衛(wèi)星群

C.若v與R成反比，則環(huán)帶是連續(xù)物“雙星”問題“雙星”是由兩顆繞著共同的中心旋轉(zhuǎn)的恒星組成。對于其中一顆來說，另一顆就是其“伴星”。25第25頁/共31頁雙星運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：1.兩顆恒星均圍繞共同的旋轉(zhuǎn)中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2.兩恒星之間萬有引力分別提供了兩恒星的向心力，即兩顆恒星受到的向心力大小

相等。3.兩顆恒星與旋轉(zhuǎn)中心時(shí)刻

三點(diǎn)共線，即兩顆恒星角速度相同，周期相同。26第26頁/共31頁確定雙星的旋轉(zhuǎn)中心