7.4 宇宙航行（卫星变轨）课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

专题:卫星变轨 变轨原理 离心运动 无动力运行 向后点火加速 匀速圆周运动 向前点火减速 近心运动 V F引 F引＜F向 F引＞F向 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 F引=F向 离心运动 近心运动 匀速圆周运动 变轨原理 v1 v2 v3 v4 v2>v1 v4>v3 v1>v4 结果：v2>v1>v4>v3 v2>v3 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： 低轨道→高轨道（两次加速） 抄在笔记本上 v3 v4 1 v1 v2 减速，v3>v2 2 3 θ＞900 v F引 加速v2>v1 加速v4>v3 切点P 切点Q 向高轨卫星的发射 第一次加速 第二次加速 高轨到低轨 · v2 v3 v4 v1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 近心运动 近心运动 低圆轨道(Ⅲ)——Q点减速 椭圆转移轨道(Ⅱ)——P点减速 高圆轨道(Ⅰ) 卫星的回收 1 2 3 P Q 1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道 O 1 轨道的Q点，点火加速，到达 2 轨道； 2 轨道的P点，再点火加速，到达 3 轨道； 2 椭圆轨道： 1、3 圆轨道： 综上： 变轨点 变轨点 开普勒第二定律 比较速度关系 离心运动： 1 2 3 P Q O 变轨点 变轨点 开普勒第三定律： 比较周期关系 椭圆轨道： 圆轨道： （比较半径） （比较半长轴） 综上： 1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道 1 2 3 P Q O 变轨点 变轨点 比较加速度关系 1、3 圆轨道： 1、2 轨道的Q为同一个点： 2、3 轨道的P为同一个点： 综上： 1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道 11 解题模板 “嫦娥奔月” 图 典例：(多选)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 典例：嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示。假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则(　　) A．若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、 运动周期和引力常量，则可算出月球的密度 B．嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入 环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其加速 C．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度 D．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点和环月段圆轨道上P点加速度相同 D 结 束 $