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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,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,1,2、卫星“变轨”问题1、卫星“比较”问题专题万有引力定律,2,2,3,3,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,a,n,、线速度,v,、角速度,、周期,T,。,4,地球 两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它,计算中心天体的质量,M,、密度,（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,5,计算中心天体的质量M、密度（当卫星在天体表面上飞行？）（1,6,6,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,0,）,即：,即：,7,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,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,8,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,9,9,10,10,11,11,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,h36000km,，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,12,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：,卫星变轨问题,13,卫星变轨问题13,卫星变轨问题,14,卫星变轨问题14,15,15,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,16,VF引F引F向F引F向卫星变轨原理MmA点速度内小外大,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,17,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,v,F,引,1,2,R,卫星在圆轨道运行速度,V,1,V,2,90,0,减小,卫星变轨原理,18,vF引12R卫星在圆轨道运行速度V1V2900减小卫星变,19,19,v,3,F,引,r,卫星变轨原理,20,v3F引r卫星变轨原理20,使卫星进入更高轨道做圆周运动,v,3,v,4,21,使卫星进入更高轨道做圆周运动v3v421,卫星的回收,22,卫星的回收22,23,23,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,v,2,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。,v,1,v,2,v,3,v,4,v,2,v,1,v,4,v,3,v,1,v,4,v,2,v,1,v,4,v,3,24,卫星变轨 【卫星如何变轨】v1v2v3v4v2v1,v,1,v,2,v,3,v,4,v,2,v,1,v,4,v,3,v,1,v,4,结果,：,v,2,v,1,v,4,v,3,v,2,v,3,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：,25,v1v2v3v4v2v1v4v3v1v4结果：v2v,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,26,卫星变轨 【分析思路】定态运行：看公式动态变轨：分析,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,、在轨道,3,上的速率大,于,1,上的速率,B,、在轨道,3,上的角速度,小于,1,上的角速度,C,、在轨道,2,上经过,Q,点时,的速率等于在轨道,3,上经过,Q,点时的速率,D,、在轨道,1,上经过,P,点时的加速度等于在轨道,2,上,经过,P,点时的加速度,Q,P,2,3,1,BD,27,1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1,卫星变轨,【例题】,如图所示，宇宙飞船,B,在低轨道飞行，为了给更高轨道的空间站,A,输送物资，它可以采用喷气的方法改变速度，从而达到改变轨道的目的，以下说法正确的是,(),A、它应沿运行方向方向喷气，,与,A,对接后周期变小,B、它应沿运行速度反方向喷气，,与,A,对接后周期变大,C、它应沿运行方向方向喷气，,与,A,对接后周期变大,D、它应沿运行速度反方向喷气，与,A,对接后周期变小,B,28,卫星变轨 【例题】如图所示，宇宙飞船B在低轨道飞行，为了,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,BC,29,卫星变轨 【练习】宇宙飞船空间站在同一轨道上运动，若飞船,【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,BD,1,2,3,p,Q,30,【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,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,D,地球,a,c,b,31,卫星变轨 【练习】如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆,2,、如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至距地面高度为,h,1,的,近地轨道,上在卫星经过,A,点时点火实施变轨，进入远地点为,B,的,椭圆轨道,上，最后在,B,点再次点火，将卫星送入,同步轨道,.,已知地球表面重力加速度为,g,，地球自转周期为,T,，地球的半径为,R,求：,（,1,）近地轨道,上的速度大小；,（,2,）远地点,B,距地面的高度。,32,2、如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至距,解：,33,解：33,“,嫦娥奔月”图,34,“嫦娥奔月”图34,理性探究,发射、变轨、运行,35,理性探究 发射、变轨、运行35,2.2007,年,10,月,24,日,“,嫦娥一号,”,卫星星箭分离，卫星进入绕,地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：,12,小时椭圆轨,道,24,小时椭圆轨道,48,小时椭圆轨道修正轨道,地月转移轨道。,11,月,5,日,11,时，当卫星经过距月球表面高度,为,h,的,A,点时，再经三次变轨：,12,小时椭圆轨道,3.5,小时椭圆,轨道最后进入周期为,T,的极月圆轨道，如图所示（）,A.,“,嫦娥一号,”,由到需加速、由到需减速,B.,发射,“,嫦娥一号,”,的速度必须达到第三宇宙速度,C.,在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关,D.,卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比,E.,在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力,近地变轨,轨道修正,转移轨道,发射,D,36,2.2007年10月24日“嫦娥一号”卫星星箭分离，卫,3.2007,年,10,月,24,日，,“,嫦娥一号,”,卫星星箭分离，卫星进入绕,地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：,12,小时椭圆轨,道,24,小时椭圆轨道,48,小时椭圆轨道修正轨道,地月转移轨道。,11,月,5,日,11,时，当卫星经过距月球表面高度,为,h,的,A,点时，再经三次变轨：,12,小时椭圆轨道,3.5,小时椭圆,轨道最后进入周期为,T,的极月圆轨道，如图所示。,若月球半径为,R,，,试写出月球表面重力加速度的表达式。,近地变轨,轨道修正,转移轨道,发射,37,3.2007年10月24日，“嫦娥一号”卫星星箭分离，,对接问题：,宇宙飞船与空间站的对接,空间站实际上就是一个载有人的人造卫星，那么，地球上的人如何到达空间站，空间站上的人又如何返回地面？这些活动都需要通过宇宙飞船来完成，这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的问题。,思考：,能否把宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道上，再通过加速去追上空间站实现对接呢？,不行，因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆轨道而无法与空间站对接。,38,对接问题：宇宙飞船与空间站的对接空间站实际上就是一个载有人的,飞船首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适当位置时，再,加速,运行到一个椭圆轨道。,通过控制轨道使飞船跟空间站,恰好,同时运行到两轨道的相切点，此时飞船适当减速，便可实现对接，如图示。,空间站,飞船,对接方法：,39,飞船首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适当位置时，再加速运,例：在太空中有两飞行
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