專題33 衛(wèi)星變軌與對接問題

微專題33衛(wèi)星變軌與對接問題1.升高軌道需要點火加速（向后噴氣），降低軌道需要點火減速（向前噴氣）.2.同一軌道后面的衛(wèi)星追趕前面的衛(wèi)星需要先減速后加速.（-市模擬）年12月12日16時45分“嫦娥四號〃探測器經(jīng)過約110小時的奔月飛行到達月球附近.假設(shè)“嫦娥四號〃在月球上空某高度處做圓周運動，運行速度為q，為成功實施近月制動，使它進入更靠近月球的預(yù)定圓軌道，設(shè)其運行速度為％.對這一變軌過程及變軌前后的速度比照正確的選項是（）發(fā)動機向后噴氣進入低軌道，％沖2發(fā)動機向后噴氣進入低軌道，％＜弓C.發(fā)動機向前噴氣進入低軌道，％＞弓D.發(fā)動機向前噴氣進入低軌道，％＜弓答案D解析為成功實施近月制動，使“嫦娥四號〃進入更靠近月球的預(yù)定圓軌道，發(fā)動機應(yīng)向前噴氣減速，使“嫦娥四號〃做近心運動，進入低軌道，在近月球的預(yù)定圓軌道運動時，半徑變小，根據(jù)萬有引力提供向心力，那么有：攻二四，解得:…、；'垂，其中r為軌道nr r半徑，所以運行速度增大，即v1＜v2，故D正確，A、B、C錯誤.（?海淀區(qū)3月適應(yīng)性練習(xí)）圍繞地球運動的低軌退役衛(wèi)星，會受到稀薄大氣阻力的影響，雖然每一圈的運動情況都非常接近勻速圓周運動，但在較長時間運行后其軌道半徑明顯變小了.下面對衛(wèi)星長時間運行后的一些參量變化的說法錯誤的選項是（）由于阻力做負功，可知衛(wèi)星的速度減小了根據(jù)萬有引力提供向心力，可知衛(wèi)星的速度增加了由于阻力做負功，可知衛(wèi)星的機械能減小了由于重力做正功，可知衛(wèi)星的重力勢能減小了答案A解析衛(wèi)星在阻力的作用下，要在原來的軌道減速，萬有引力將大于所需的向心力，衛(wèi)星會做近心運動，軌道半徑變小，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m,軌道半徑為r,地球質(zhì)量為M,由好二m絲，得："\；冬虬A錯誤，Br2 r r正確；由于阻力做負功，所以衛(wèi)星的機械能減小了，故C正確；重力做正功，重力勢能減小，故D正確；此題選擇錯誤的，應(yīng)選A.（多項選擇）（?市二統(tǒng)）“太空涂鴉〃的技術(shù)就是使低軌運行的反偵察衛(wèi)星通過變軌接近高軌偵察衛(wèi)星（近似認為進入高軌道），準(zhǔn)確計算軌道并向其發(fā)射“漆霧〃彈，“漆霧〃彈在臨近偵察衛(wèi)星時，壓爆彈囊，讓“漆霧〃散開并噴向偵察衛(wèi)星，噴散后強力吸附在偵察衛(wèi)星的偵察鏡頭、太陽能板、電子偵察傳感器等關(guān)鍵設(shè)備上，使之暫時失效.以下關(guān)于反偵察衛(wèi)星的說法正確的選項是（）反偵察衛(wèi)星進攻前需要向前方噴氣才能進入偵察衛(wèi)星軌道反偵察衛(wèi)星進攻前的向心加速度小于攻擊時的向心加速度反偵察衛(wèi)星進攻前的機械能小于攻擊時的機械能反偵察衛(wèi)星進攻時的線速度大于第一宇宙速度答案AC解析反偵察衛(wèi)星進行攻擊時必須從低軌道向高軌道運動，顯然應(yīng)該向后噴氣，故A正確；根據(jù)向心加速度a二絲可知軌道半徑越大，向心加速度越小，故B錯誤；從低軌道向高軌道r2運動時需點火加速，機械能增加，即反偵察衛(wèi)星進攻前的機械能小于攻擊時的機械能，故C正確；在高、低軌道運行的線速度均小于第一宇宙速度，故D錯誤.（多項選擇）如圖1，在發(fā)射一顆質(zhì)量為m的地球同步衛(wèi)星時，先將其發(fā)射到貼近地球外表的圓軌道I上（離地面高度忽略不計），再通過一橢圓軌道II變軌后到達距地面高為h的預(yù)定圓軌道m(xù)上.衛(wèi)星在圓形軌道I上運行的加速度為g，地球半徑為r衛(wèi)星在變軌過程中質(zhì)量不變，那么（）圖1ha.衛(wèi)星在軌道m(xù)上運行的加速度大小為（再h）2gB.衛(wèi)星在軌道m(xù)上運行的線速度大小為?！棍鰰鳵十h衛(wèi)星在軌道m(xù)上運行時經(jīng)過p點的速率大于在軌道I上運行時經(jīng)過p點的速率衛(wèi)星在軌道m(xù)上做勻速圓周運動的動能大于在軌道I上的動能答案BC解析設(shè)地球質(zhì)量為M,由萬有引力提供向心力得，在軌道I上有g(shù)m=mg,在軌道m(xù)上有GMm-ma，所以a二（一^）2g,A錯誤；又因a=，所以v=f衛(wèi)全,B正確；（R+h）2 R+h R+h X.1R+h衛(wèi)星由軌道II變軌到軌道111需要加速做離心運動，所以衛(wèi)星在軌道111上運行時經(jīng)過P點的速率大于在軌道II上運行時經(jīng)過P點的速率，C正確；盡管衛(wèi)星從軌道I變軌到軌道111要在P、Q點各加速一次，但在圓形軌道上穩(wěn)定運行時的速度v-\巖，由動能表達式知衛(wèi)星在軌道111上的動能小于在軌道I上的動能，D錯誤.（-市一模）發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3（如圖2所示）.那么衛(wèi)星分別在1、3軌道上正常運行時，以下說法正確的選項是（）圖2衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度衛(wèi)星在軌道3上具有的機械能大于在軌道1上具有的機械能衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過P點的加速度大于在軌道2上經(jīng)過P點的加速度答案C解析由6*代，得v—普，軌道3的半徑大于軌道1的半徑，那么衛(wèi)星在軌道3上的速率小于在軌道1上的速率，A項錯誤；由①-—^知，r越大，力越小，B項錯r\佇誤；由牛頓第二定律和萬有引力定律得a-絲,故衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過P點的加速度等于在r2軌道2上經(jīng)過P點的加速度，D項錯誤；衛(wèi)星點火加速，從低軌道進入高軌道，機械能增加,C項正確.（-市二模）如圖3所示，1、3軌道均是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的軌道示意圖，1軌道的半徑為R,2軌道是一顆衛(wèi)星繞地球做橢圓運動的軌道示意圖，3軌道與2軌道相切于B點，。點為地球球心，AB為橢圓的長軸，三軌道和地心都在同一平面內(nèi).在1、2兩軌道上運動的衛(wèi)星的周期相等，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，三顆衛(wèi)星的質(zhì)量相等，那么以下說法正確的選項是（）A.圖3A.圖3衛(wèi)星在3軌道上的機械能小于在2軌道上的機械能B.C.D.假設(shè)衛(wèi)星在1軌道上的速率為％,衛(wèi)星在2軌道A點的速率為vA，那么B.C.D.假設(shè)衛(wèi)星在1、3軌道上的加速度大小分別為％、a3，衛(wèi)星在2軌道A點的加速度大小為那么aA<a1<a3假設(shè)OA=0.4R,那么衛(wèi)星在2軌道B點的速率vB>\；鐐答案B解析2、3軌道在B點相切，衛(wèi)星在3軌道相對于2軌道是做離心運動的，衛(wèi)星在3軌道上的線速度大于在2軌道上B點的線速度，因衛(wèi)星質(zhì)量相同，所以衛(wèi)星在3軌道上的機械能大于在2軌道上的機械能，A錯誤；以O(shè)A為半徑作一個圓軌道4與2軌道相切于A點，設(shè)衛(wèi)星4軌,在上的諫率為v那么v<v 又因v<v所以v<vB確,加