卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ课件.ppt

1、 人造卫星的发射过程要一般要经过人造卫星的发射过程要一般要经过多次变轨方可到达预定轨道。多次变轨方可到达预定轨道。(1)(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道自转方向发射卫星到圆轨道上。上。(2)(2)在在A A点点火加速，由于速度变大，万点点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供向心力，卫星做离心有引力不足以提供向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道运动进入椭圆轨道。(3)(3)在在B B点点( (远地点远地点) )再次点火加速进入圆再次点火加速进入圆形轨道形轨道。在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道1、变轨原理及过程变轨原理及过程在A点

2、点火加速，速度变大，万有引力不足以提供向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道。考考点点一：一：卫星变轨问题分析卫星变轨问题分析2、三个运行物理量的大小比较三个运行物理量的大小比较vAv1v3vBV3V1VAVB（1 1）速度大小比较：）速度大小比较：设卫星在设卫星在圆轨道圆轨道和和上运行时的速率上运行时的速率分别为分别为v v1 1、v v3 3，在轨道，在轨道上过上过A A点和点和B B点速率分别为点速率分别为v vA A、v vB B 。在。在A A点加速，则点加速，则v vA Av v1 1 ，在，在B B点加点加速，则速，则v v3 3v vB B，又因，又因v v1 1v v3 3，故，

3、故有有 v vA Av v1 1v v3 3v vB B 。（2 2）加速度大小关系：）加速度大小关系：因为在因为在A A点，卫星只受到点，卫星只受到万有引力万有引力作用，作用，故不论从轨道故不论从轨道还是轨道还是轨道上经过上经过A A点点，卫星的加速度都相同，同理，卫星的加速度都相同，同理，经过经过B B点加速度也相同。点加速度也相同。T1T2T3T2T1T3（3 3）周期长短关系：）周期长短关系：设卫星在设卫星在、轨道上运行周期分轨道上运行周期分别为别为T T1 1、T T2 2、T T3 3，轨道半径分别，轨道半径分别为为r r1 1、r r2 2( (半长轴半长轴) )、r r3 3，

4、由开普，由开普勒第三定律勒第三定律 可知可知：T T1 1T T2 2T T3 3根据开普勒定律，卫星根据开普勒定律，卫星在在1 1、2 2、3 3轨道上正常运轨道上正常运行时周期行时周期T T1 1T T2 2T T3 3，选，选项项D D正确。正确。例题：例题：(多选多选)发射地球同步卫星时发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道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，将卫星送入运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道同步圆轨道3，P点和点和Q点为切点，点为切点，设卫星在设卫星在1轨道和轨道和3轨道正常运轨道正常运行的速度和

5、加速度分别为行的速度和加速度分别为v1、v3和和a1、a3，在，在2轨道经过轨道经过P点时的点时的速度和加速度为速度和加速度为v2和和a2，且当卫星分别在，且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运轨道上正常运行时周期分别为行时周期分别为T1、T2 、T3，以下说法正确的是，以下说法正确的是( )Av1v2v3 Bv1v3v2Ca1a2a3 DT1T2T3卫星在卫星在1 1轨道和轨道和3 3轨道正轨道正常运行加速度常运行加速度a a1 1a a3 3，在，在2 2轨道经过轨道经过P P点时的加速点时的加速度度a a2 2a a3 3，选项，选项C C错误。错误。BD 解析解析 卫星在卫星在1 1轨道

6、运行速度轨道运行速度大于卫星在大于卫星在3 3轨道运行速度，轨道运行速度，在在2 2轨道经过轨道经过P P点时的速度点时的速度v v2 2小小于于v v3 3，选项，选项A A错误错误B B正确；正确；卫星变轨的物理规律卫星变轨的物理规律练习练习1 1( (多选多选) )(2015(2015唐山模拟唐山模拟) )如图所示，地球卫星如图所示，地球卫星a a、b b分别在椭圆轨道、圆形轨道上运行，椭圆轨道在远地点分别在椭圆轨道、圆形轨道上运行，椭圆轨道在远地点A A处与圆处与圆形轨道相切，则形轨道相切，则( ( ) )A A卫星卫星a a的运行周期比卫星的运行周期比卫星b b的运行周期短的运行周期

7、短B B两颗卫星分别经过两颗卫星分别经过A A点处时，点处时，a a的速度大于的速度大于b b的速度的速度C C两颗卫星分别经过两颗卫星分别经过A A点处时，点处时，a a的加速度小于的加速度小于b b的加速度的加速度D D卫星卫星a a在在A A点处通过加速可以到圆轨道上运行点处通过加速可以到圆轨道上运行AD练习练习2.2.假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法，正确的是关这艘飞船的下列说法，正确的是（ ）A A

8、. .飞船在轨道飞船在轨道上运动时的机械能大于在轨道上运动时的机械能大于在轨道上运动时的机械能上运动时的机械能B B. .飞船绕火星在轨道飞船绕火星在轨道上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道球以轨道同样的轨道半径运动的周期相同同样的轨道半径运动的周期相同C C. .飞船在轨道飞船在轨道上运动到上运动到P P点时的加速度大于飞船在轨道点时的加速度大于飞船在轨道上运动到上运动到P P点时的加速度点时的加速度D D. .飞船在轨道飞船在轨道上运动时，经过上运动时，经过P P点时的速度大于经过点时的速度大于经过Q Q点时的速度点时的速度练习练习3.(3.

9、(多选多选)(2014)(2014年佛山一模年佛山一模)2013)2013年年1212月，月，“嫦娥三号嫦娥三号”经经过地月转移轨道在过地月转移轨道在P P点调整后进入环月圆轨道点调整后进入环月圆轨道1 1，进一步调整后，进一步调整后进入环月椭圆轨道进入环月椭圆轨道2.2.如图如图 4 44 43 3，有关，有关“嫦娥三号嫦娥三号”下列说下列说法正确的是法正确的是( () )A A在地球的发射速度一定大于第二宇宙速度在地球的发射速度一定大于第二宇宙速度B B由轨道由轨道1 1进入轨道进入轨道2 2需要在需要在P P点处减速点处减速C C在轨道在轨道2 2经过经过P P点时速度大于点时速度大于Q

10、 Q点速率点速率D D分别由轨道分别由轨道1 1与轨道与轨道2 2经经P P点时，向心加速度相同点时，向心加速度相同BD 练习练习4.4.(2015(2015年泰安一模年泰安一模) )如图如图4 44 44 4所示，所示，“嫦娥嫦娥”三号探测器三号探测器发射到月球上要经过多次变轨，最终降落到月球表面上，其中轨道发射到月球上要经过多次变轨，最终降落到月球表面上，其中轨道为圆形下列说法正确的是为圆形下列说法正确的是( ( ) )A A探测器在轨道探测器在轨道运行时的加速度大于月球表面的重力加速度运行时的加速度大于月球表面的重力加速度B B探测器在轨道探测器在轨道经过经过P P点时的加速度小于在轨道

11、点时的加速度小于在轨道过过P P时的加速度时的加速度C C探测器在轨道探测器在轨道的运行周期大于在轨道的运行周期大于在轨道的运行周期的运行周期D D探测器在探测器在P P点由轨道点由轨道进入轨道进入轨道必须点火加速必须点火加速 AD【解析】卫星在B点时做离心运动，故速度大于匀速运动时的第一宇宙速度，A正确；同一点，外轨上的速率大于内轨上的速率，B错误；飞船运行时，只受万有引力作用，处于完全失重状态，C错误；同一点上受到的合外力相等，故加速度相等，D正确【答案】AD考考点点二二宇宙宇宙双双星星问题问题ABC练习练习5 5、( (多选多选) )两颗靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者两颗靠得很近的

12、天体称为双星，它们都绕两者连线上的某点做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力而连线上的某点做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力而吸引到一起，下列说法正确的是吸引到一起，下列说法正确的是( ( ) )A A它们做圆周运动的角速度与其质量成反比它们做圆周运动的角速度与其质量成反比B B它们做圆周运动的线速度与其质量成反比它们做圆周运动的线速度与其质量成反比C C它们做圆周运动的半径与其质量成正比它们做圆周运动的半径与其质量成正比D D它们做圆周运动的半径与其质量成反比它们做圆周运动的半径与其质量成反比BD 答案 BD练习练习6 6、( (多选多选)(2014)(2014广西三校联考广西三校联考) )如图所示，两颗靠得很近如图所示，两颗靠得很近的天体组合为双星，它们以两者连线上的某点为圆心，做匀速圆周运的天体组合为双星，它们以两者连线上的某点为圆心，做匀速圆周运动，以下说法中正确的是动，以下说法中正确的是( ( ) )A A它们做圆周运动的角速度大小相等它们做圆周运动的角速度大小相等B B它们做圆周运动的线速度大小相等它们做圆周运动的线速度大小相等C C它们的轨道半径与它们的质量成反比它们的轨道半径与它们的质量成反比D D它们的轨道半径与它们的质量的平方成反比它们的轨道半径与它们的质量的平方成反比AC