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1、卫星变轨问题分析,第四讲 万有引力与航天,考点分析,万有引力和天体运动的有关问题是高考必考内容之一，以近几年卫星的发射、运行和回收、神舟飞船、天宫一号等为背景的天体运动信息给予题在高考中频频出现。卫星的变轨问题主要以圆周运动变椭圆运动或椭圆运动变圆周运动的选择题为主。,卫星变轨问题分析,第四讲 万有引力与航天,1.原理分析,2.参量分析,3.能量分析,V,F引,F引F向离心运动,F引F向近心运动,M,A,匀速圆周运动,一卫星的变轨原理,一卫星的变轨原理,轨道II,轨道I,1.卫星由低轨道 高轨道的运行,轨道I,轨道II,B,A,2.卫星由高轨道 低轨道的运行,二 卫星变轨参量分析,思考讨论：,
2、（1）比较卫星在1轨道通过P点速度2轨道通过P点速度2轨道通过Q点速度3轨道速度 四者大小关系？,1,2,L,卫星在圆轨道运行速度V1,V2,900,减小,Q,P,R,2,3,P,Q,二 卫星变轨参量分析,思考讨论：,（2）比较卫星在2轨道通过Q点加速度和3轨道通过Q点加速度的大小？,（3）比较卫星在3个轨道上运行的周期大小？,【例1】在完成各项任务后，“神舟十号”飞船于2013年6月26日回归地球如图所示，飞船在返回地面时，要在P点从圆形轨道进入椭圆轨道，Q为轨道上的一点，M为轨道上的另一点，关于“神舟十号”的运动，下列说法中正确的有( )A飞船在轨道上经过P的速度小于经过Q的速度B飞船在轨
3、道上经过P的速度小于在轨道上经过M的速度C飞船在轨道上运动的周期大于在轨道上运动的周期D飞船在轨道上经过P的加速度小于在轨道上经过M的加速度,AB,【变式训练】(多选) 航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的与地球相切的一点，如图所示关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有( )A在轨道上经过A的速度小于经过B的速度B在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A的动能C在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期D在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度,审题导析1.物体要做近心运动，vAIIvAI，速度减小.2.A为远地点，B为近地点，速度不同.3
4、.因为有椭圆轨道，故用开普勒定律判定周期较合适.,轨道I,轨道II,B,A,ABC,1、运行参量比较：,（1）速度,变轨原理比较轨道切点速度,开普勒第二定律比较椭圆轨道远近点速度,高轨低速长周期比较圆轨道速度,（2）加速度：由 知只与 有关,（3）周期：由开普勒第三定律 比较,三 卫星变轨能量分析,思考讨论：,比较卫星在1、2两个轨道上运行的动能、势能、机械能大小？,【例1】 （2013新课标II卷）目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是( ) A.卫
5、星的动能逐渐减小 B.由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C.由于气体阻 力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小,BD,【变式训练】(多选) (2013全国新课标,20)2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接.对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气,下面说法正确的是().A为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用,BC,2、变轨能量比较：,（1）合外力做功比较动能大小,（2）万有引力做功比较引力势能大小,（3）其它力做功比较机械能大小,补充：引力势能计算表达式,1、运行参量比较：,（1）速度,变轨原理比较轨道切点速度,开普勒第二定律比较椭圆轨道远近点速度,高轨低速长周期比较圆轨道速度,（2）加速度：由 知只与 有关,（3）周期：由开普勒第三定律 比较,复习小结,2、运行能量比较：,（1）同一轨道上运行，机械能守恒,（2）不同轨道上的机械能不相等，轨道越高机械能越大，同一颗卫星，轨道半径变大，动能减小，势能增大,（3）卫星变轨过程中机械能不守恒,复习小结,
