衛(wèi)星變軌問(wèn)題_.

1、 衛(wèi)星衛(wèi)星“變軌變軌” 問(wèn)題問(wèn)題 萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用高一物理 許金鳳本節(jié)導(dǎo)航本節(jié)導(dǎo)航1. 1.衛(wèi)星衛(wèi)星“比較比較”問(wèn)題問(wèn)題2.2.衛(wèi)星衛(wèi)星“變軌變軌”問(wèn)題問(wèn)題知識(shí)與能力知識(shí)與能力1.知道衛(wèi)星運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)依據(jù)知道衛(wèi)星運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)依據(jù)2.衛(wèi)星變軌的原理及變軌中速度與加速度怎樣變化衛(wèi)星變軌的原理及變軌中速度與加速度怎樣變化 3.了解萬(wàn)有引力定律在變軌中的重要應(yīng)用；了解萬(wàn)有引力定律在變軌中的重要應(yīng)用；4會(huì)用萬(wàn)有引力定律解決變軌問(wèn)題會(huì)用萬(wàn)有引力定律解決變軌問(wèn)題過(guò)程與方法過(guò)程與方法1由速度增加從而引起向由速度增加從而引起向F的增加，向萬(wàn)的增加，向萬(wàn)F?F，于是衛(wèi)，于是衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)。星做

2、離心運(yùn)動(dòng)。 情感態(tài)度與價(jià)值觀情感態(tài)度與價(jià)值觀1利用設(shè)置豐富的問(wèn)題情境，鼓勵(lì)學(xué)生從多角度思考、探利用設(shè)置豐富的問(wèn)題情境，鼓勵(lì)學(xué)生從多角度思考、探索、交流，激發(fā)學(xué)生的好奇心和主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望；索、交流，激發(fā)學(xué)生的好奇心和主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望； 2通過(guò)萬(wàn)有引力定律在實(shí)際中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)通過(guò)萬(wàn)有引力定律在實(shí)際中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián) 系實(shí)際的能力系實(shí)際的能力 2利用萬(wàn)有引力定律變軌，學(xué)生懂得理論來(lái)源于實(shí)踐，反過(guò)利用萬(wàn)有引力定律變軌，學(xué)生懂得理論來(lái)源于實(shí)踐，反過(guò) 來(lái)又可以指導(dǎo)實(shí)踐的辯證唯物主義觀點(diǎn)。來(lái)又可以指導(dǎo)實(shí)踐的辯證唯物主義觀點(diǎn)。 3通過(guò)介紹中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展及播放衛(wèi)星視頻，激發(fā)學(xué)生通過(guò)介紹中國(guó)航天

3、事業(yè)的發(fā)展及播放衛(wèi)星視頻，激發(fā)學(xué)生 對(duì)科學(xué)家探究真理的崇拜之情。對(duì)科學(xué)家探究真理的崇拜之情。 重點(diǎn)重點(diǎn)1衛(wèi)星變軌原理。衛(wèi)星變軌原理。2衛(wèi)星在各軌道上的速度、加速度、周期等的大小比較衛(wèi)星在各軌道上的速度、加速度、周期等的大小比較 難點(diǎn)難點(diǎn)1.造衛(wèi)星變軌中的速度與加速度變化情況造衛(wèi)星變軌中的速度與加速度變化情況 2.對(duì)對(duì)F萬(wàn)萬(wàn)與與Fn的理解的理解300多年前，牛頓提出設(shè)想多年前，牛頓提出設(shè)想地面上的物體，怎樣才能離開(kāi)地球地面上的物體，怎樣才能離開(kāi)地球回顧問(wèn)題：人造地球衛(wèi)星人造地球衛(wèi)星所有衛(wèi)星的軌道圓心都在地心所有衛(wèi)星的軌道圓心都在地心上上按軌道分類按軌道分類: :極地衛(wèi)星極地衛(wèi)星; ;赤道衛(wèi)星赤道

4、衛(wèi)星; ;其他衛(wèi)星其他衛(wèi)星思考 軌跡為圓軌道的衛(wèi)星速度若突然增大或減小，將做什么運(yùn)動(dòng)？軌跡是什么樣？ 軌跡為橢圓軌道的衛(wèi)星若讓其在圓軌道上運(yùn)行，該怎么辦？VF引rvmF2向2rMmGF 引向引FF F引引F向向F引引F向向衛(wèi)星變軌原理衛(wèi)星變軌原理MmA點(diǎn)速度點(diǎn)速度內(nèi)小外大內(nèi)小外大（在（在A點(diǎn)看軌跡）點(diǎn)看軌跡）在在A點(diǎn)萬(wàn)有引力點(diǎn)萬(wàn)有引力相同相同A思考：思考：人造衛(wèi)星在人造衛(wèi)星在低軌道上運(yùn)行低軌道上運(yùn)行，要想讓其在，要想讓其在高軌道上運(yùn)行高軌道上運(yùn)行，應(yīng)采取什么措施？，應(yīng)采取什么措施？在在低軌道上加速低軌道上加速，使其沿，使其沿橢橢圓軌道圓軌道運(yùn)行，當(dāng)行至橢圓軌運(yùn)行，當(dāng)行至橢圓軌道的道的遠(yuǎn)點(diǎn)遠(yuǎn)點(diǎn)處

5、時(shí)再次處時(shí)再次加速加速，即，即可使其沿可使其沿高軌道運(yùn)行高軌道運(yùn)行。衛(wèi)星變軌原理衛(wèi)星變軌原理 衛(wèi)星在二軌道相切點(diǎn)衛(wèi)星在二軌道相切點(diǎn)萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力相同相同，加速度，加速度相同相同221rMmGrmv122222p,vrMmGrmvp?R衛(wèi)星在圓軌衛(wèi)星在圓軌道運(yùn)行速度道運(yùn)行速度V1Vp2900減小減小衛(wèi)星變軌原理衛(wèi)星變軌原理p衛(wèi)星由v1加速到222rMmGrmvQ?衛(wèi)星變軌原理衛(wèi)星變軌原理Q12衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)QpVp2 VQ2223rMmGrmv?Q32衛(wèi)星由VQ2加速到V3小結(jié)：小結(jié)：在在低軌道上加速低軌道上加速，使其沿，使其沿橢橢圓軌道圓軌道運(yùn)行，當(dāng)行至橢圓軌運(yùn)行，當(dāng)行至橢圓軌道的道的遠(yuǎn)點(diǎn)遠(yuǎn)點(diǎn)

6、處時(shí)再次處時(shí)再次加速加速，即，即可使其沿可使其沿高軌道運(yùn)行高軌道運(yùn)行。衛(wèi)星變軌原理衛(wèi)星變軌原理1 1、衛(wèi)星在二軌道相切點(diǎn)、衛(wèi)星在二軌道相切點(diǎn)萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力相同相同，加速度，加速度相同相同速度速度內(nèi)小外大內(nèi)小外大（切點(diǎn)看軌跡）（切點(diǎn)看軌跡）2 2、衛(wèi)星在橢圓軌道運(yùn)行、衛(wèi)星在橢圓軌道運(yùn)行近地點(diǎn)近地點(diǎn)-速度速度大大，加速度，加速度大大遠(yuǎn)地點(diǎn)遠(yuǎn)地點(diǎn)-速度速度小小，加速度，加速度小小v1v2v3v4v2v1v4v3v1v4結(jié)果結(jié)果：v2v1v4v3v2v3 點(diǎn)火加速：點(diǎn)火加速：在橢圓軌在橢圓軌道上運(yùn)行道上運(yùn)行:第一次變軌：第一次變軌：第二次變軌：第二次變軌： 點(diǎn)火加速：點(diǎn)火加速：在圓軌道上在圓軌道上穩(wěn)

7、定運(yùn)行：穩(wěn)定運(yùn)行：變軌過(guò)程速度關(guān)系變軌過(guò)程速度關(guān)系 1 1、如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至、如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地近地圓軌道圓軌道1 1，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌道橢圓軌道2 2運(yùn)行；最后再次運(yùn)行；最后再次點(diǎn)火將其送入同步點(diǎn)火將其送入同步圓軌道圓軌道3 3。軌道。軌道1 1、2 2相切于相切于P P點(diǎn)，點(diǎn)，2 2、3 3相切于相切于Q Q點(diǎn)。當(dāng)衛(wèi)星分別在點(diǎn)。當(dāng)衛(wèi)星分別在1 1、2 2、3 3上正常運(yùn)行時(shí)，以下上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（說(shuō)法正確的是（ ） A A、在軌道、在軌道3 3上的速率大上的速率大 于于1 1上的速率上的速率 B B、在

8、軌道、在軌道3 3上的角速度上的角速度 小于小于1 1上的角速度上的角速度 C C、在軌道、在軌道2 2上經(jīng)過(guò)上經(jīng)過(guò)Q Q點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí) 的速率等于在軌道的速率等于在軌道3 3上經(jīng)過(guò)上經(jīng)過(guò)Q Q點(diǎn)時(shí)的速率點(diǎn)時(shí)的速率 D D、在軌道、在軌道1 1上經(jīng)過(guò)上經(jīng)過(guò)P P點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道2 2上上 經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)P P點(diǎn)時(shí)的加速度點(diǎn)時(shí)的加速度 QQP P231BD 如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的3顆人造衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是：Ab、c的線速度大小相等，且大于a的線速度Bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Cc加速可追上同一軌道上的b，b減速可等到同一軌道上的c Da衛(wèi)星由于某種原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將變大地球地球acb 宇宙飛船空間站在同一軌道上運(yùn)動(dòng)