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2020学年高中物理模块要点回眸17卫星轨道调整的原理剖析新人教版必修2

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2020学年高中物理模块要点回眸17卫星轨道调整的原理剖析新人教版必修2PAGE第17点　卫星轨道调整的原理剖析1.人造卫星沿圆轨道和椭圆轨道运行的条件图1当卫星与火箭分离时，设卫星的速度为v，卫星距离地心为r，并设此时速度与万有引力垂直(通过地面控制可以实现)，如图1所示，若卫星以速度v绕地球做圆周运动，则所需要的向心力为Fn＝meq\f(v2,r)，卫星受到的万有引力F＝Geq\f(Mm,r2)(1)当F＝Fn时，卫星将做圆周运动.若此时刚好是离地面最近的轨道，则可求出此时的发射速度v＝7.9km/s.(2)当FFn时，卫星在引力作用下，向地心做椭圆运动.因此，星...

2020学年高中物理模块要点回眸17卫星轨道调整的原理剖析新人教版必修2

PAGE第17点　卫星轨道调整的原理剖析1.人造卫星沿圆轨道和椭圆轨道运行的条件图1当卫星与火箭分离时，设卫星的速度为v，卫星距离地心为r，并设此时速度与万有引力垂直(通过地面控制可以实现)，如图1所示，若卫星以速度v绕地球做圆周运动，则所需要的向心力为Fn＝meq\f(v2,r)，卫星受到的万有引力F＝Geq\f(Mm,r2)(1)当F＝Fn时，卫星将做圆周运动.若此时刚好是离地面最近的轨道，则可求出此时的发射速度v＝7.9km/s.(2)当FFn时，卫星在引力作用下，向地心做椭圆运动.因此，星、箭分离时的速度是决定卫星运行轨道的主要因素.2.人造卫星的轨道调整如图2所示，以卫星从近地圆轨道Ⅰ变轨到圆轨道Ⅲ为例加以分析.图2在圆轨道Ⅰ稳定运行时满足eq\f(GMm,r\o\al(A,2))＝meq\f(v\o\al(A,2),rA)(rA为A到地心的距离).若在A点提高速度(卫星自带推进器可完成这个任务)至vA′则有eq\f(GMm,r\o\al(A,2)) 方法是(　　)A.飞船加速追上飞行器，完成对接B.飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上飞行器完成对接C.飞船加速至一个较低轨道再减速追上飞行器完成对接D.无论飞船如何采取措施，均不能与飞行器对接解题指导　飞船要追上飞行器，应先减速，使它的半径减小，当飞船运动到合适的位置时再加速，使其轨道半径增大，当刚好运动到飞行器所在轨道时停止加速，则飞船的速度刚好等于飞行器的速度，可以完成对接.B正确.答案　B我国某同步卫星在发射过程中经过四次变轨进入同步轨道.如图3为第四次变轨的示意图，卫星先沿椭圆轨道Ⅰ飞行，后在远地点P处实现变轨，由椭圆轨道Ⅰ进入同步轨道Ⅱ，则该卫星(　　)图3A.在轨道Ⅱ上的周期比地球自转周期大B.在轨道Ⅱ上的加速度比在轨道Ⅰ上任意一点的加速度大C.在轨道Ⅰ上经过P点的速度比在轨道Ⅱ上经过P点的速度小D.在轨道Ⅱ上的速度比在轨道Ⅰ上任意一点的速度大答案　C解析　轨道Ⅱ是同步轨道，周期等于地球的自转周期，故A错误；卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上经过P点时所受的万有引力相等，所以加速度相等，故B错误；卫星在轨道Ⅰ上的P点速度较小，万有引力大于所需的向心力，会做近心运动，要想进入圆轨道Ⅱ，需加速，使万有引力等于所需要的向心力.所以卫星在轨道Ⅰ上经过P点的速度小于在轨道Ⅱ上经过P点时的速度，故C正确，D错误.

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