第七章 专题强化 卫星变轨问题和双星问题—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共24张PPT)

高一物理备课组 专题强化　卫星变轨问题和双星问题 学习目标 1.会分析卫星的变轨问题，知道卫星变轨的原因和变轨前后卫星速度的变化. 2.掌握双星运动的特点，会分析求解双星运动的周期和角速度. 课堂探究 01 1.变轨问题概述 (1)稳定运行 人造卫星的变轨问题 一 (2)变轨运行 卫星变轨时，先是线速度大小v发生变化导致需要的向心力发生变化，进而使轨道半径r发生变化. ①当卫星减速时，卫星所需的向心力F向＝m　 减小，万有引力大于所需的向心力，卫星将做近心运动，向低轨道变轨. ②当卫星加速时，卫星所需的向心力F向＝m　增大，万有引力不足以提供卫星所需的向心力，卫星将做离心运动，向高轨道变轨. 2.实例分析 (1)飞船对接问题 ①低轨道飞船与高轨道空间站对接时，让飞船合理地加速，使飞船沿椭圆轨道做离心运动，追上高轨道空间站完成对接(如图1甲所示). ②若飞船和空间站在同一轨道上，飞船加速时无法追上空间站，因为飞船加速时，将做离心运动，从而离开这个轨道.通常先使后面的飞船减速降低高度，再加速提升高度，通过适当控制，使飞船追上空间站时恰好具有相同的速度，如图乙所示. 图1 (2)卫星的发射、变轨问题 图2 例1　(2019·通许县实验中学期末)如图3所示为卫星发射过程的示意图，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，最后再一次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法中正确的是 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上的周期大于在轨道2上的周期 C.卫星在轨道1上经过Q点时的速率大于它在轨道2上经过Q点时的速率 D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度 图3 √ 解析　卫星在圆轨道上做匀速圆周运动时有： 因为r1＜r3，所以v1＞v3，A项错误； 由开普勒第三定律知T3>T2，B项正确； 在Q点从轨道1到轨道2需要做离心运动，故需要加速， 所以在Q点v2Q>v1Q，C项错误； 总结 提升 判断卫星变轨时速度、加速度变化情况的思路 1.判断卫星在不同圆轨道的运行速度大小时，可根据“越远越慢”的规律判断. 2.判断卫星在同一椭圆轨道上不同点的速度大小时，可根据开普勒第二定律判断，即离中心天体越远，速度越小. 3.判断卫星