高中物理 卫星变轨问题[上课课件].ppt
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1、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,课件教育,2,课件教育,3,课件教育,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an、线速度v、角速度 、周期T。,4,课件教育,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,5,课件教育,6,课件教育,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,课件教育,人造地球卫星,所有卫星的轨道圆心都在地心
2、上,按轨道分类:极地卫星;赤道卫星;其他卫星,8,课件教育,9,课件教育,10,课件教育,11,课件教育,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:,12,课件教育,卫星变轨问题,13,课件教育,卫星变轨问题,14,课件教育,15,课件教育,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,课件教育,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
3、,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,课件教育,1,2,R,卫星在圆轨道运行速度V1,V2,900,减小,卫星变轨原理,18,课件教育,19,课件教育,r,卫星变轨原理,20,课件教育,使卫星进入更高轨道做圆周运动,21,课件教育,卫星的回收,22,课件教育,23,课件教育,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v2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。,v2v1,v4v3,v
4、1v4,v2v1v4v3,24,课件教育,v2v1,v4v3,v1v4,结果:v2v1v4v3,v2v3,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,课件教育,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,课件教育,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、
5、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,BD,27,课件教育,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
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