卫星变轨问题分析

编制：高青 审：王建平 朱克杰 2016.11.14卫星变轨问题分析一：理论说明：卫星变轨问题“四个”物理量的规律分析1速度：如图所示，设卫星在圆轨道和上运行时的速率分别为v1、v3，在轨道上过A点和B点时速率分别为vA、vB.在A点加速，则vAv1，在B点加速，则v3vB，又因v1v3，故有vAv1v3vB.2加速度：因为在A点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道还是轨道上经过A点，卫星的加速度都相同，同理，经过B点加速度也相同3周期：设卫星在、轨道上的运行周期分别为T1、T2、T3，轨道半径分别为r1、r2(半长轴)、r3，由开普勒第三定律k可知T1T2T3.4机械能：在一个确定的圆(椭圆)轨道上机械能守恒若卫星在、轨道的机械能分别为E1、E2、E3，则E1E2E3.二、基础训练1、变轨中运行参量和能量分析(多选)2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，下面说法正确的是()A为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用2、变轨中运行参量的分析(多选)如图所示，搭载着“嫦娥二号”卫星的“长征三号丙”运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100 km，周期为118 min的工作轨道，开始对月球进行探测下列说法正确的是()A卫星在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小B卫星在轨道上经过P点的速度比在轨道上经过P点时大C卫星在轨道上运动周期比在轨道上短D卫星在轨道上的机械能比在轨道上多3、变轨中运行参量的分析2013年12月2日凌晨1时30分，嫦娥三号月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空这是继2007年嫦娥一号、2010年嫦娥二号之后，我国发射的第3颗月球探测器，也是首颗月球软着陆探测器嫦娥三号携带有一台无人月球车，重3吨多，是我国设计的最复杂的航天器如图5所示为其飞行轨道示意图，则下列说法正确的是()A嫦娥三号的发射速度应该大于11.2 km/sB嫦娥三号在环月轨道1上P点的加速度大于在环月轨道2上P点的加速度C嫦娥三号在环月轨道2上运动周期比在环月轨道1上运行周期小D嫦娥三号在动力下降段中一直处于完全失重状态4北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图5所示若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力以下判断正确的是() A两颗卫星的向心加速度大小相等，均为B两颗卫星所受的向心力大小一定相等C卫星1由位置A运动到位置B所需的时间可能为 D如果要使卫星1追上卫星2，一定要使卫星1加速5、 （多选）在完成各项任务后，“神舟十号”飞船于2013年6月26日回归地球如图所示，飞船在返回地面时，要在P点从圆形轨道进入椭圆轨道，Q为轨道上的一点，M为轨道上的另一点，关于“神舟十号”的运动，下列说法中正确的有()A飞船在轨道上经过P的速度小于经过Q的速度B飞船在轨道上经过P的速度小于在轨道上经过M的速度C飞船在轨道上运动的周期大于在轨道上运动的周期D飞船在轨道上经过P的加速度小于在轨道上经过M的加速度62013年6月13日13时8分，搭载聂海胜、张晓光、王亚平3名航天员的“神舟十号”飞船与“天宫一号”目标飞行器在离地面343 km的近圆轨道上成功进行了我国载人空间交会对接对接轨道所在空间存在极其稀薄的大气，下列说法正确的是()A为实现对接，两者运行速度的大小都应等于第一宇宙速度B对接前，“神舟十号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速C由于稀薄空气，如果不加干预，天宫一号将靠近地球D当航天员王亚平站在“天宫一号”内讲课不动时，她受平衡力作用