一輪天體運動中的變軌對接追及相遇問題

考點1.近地衛(wèi)星、赤道上物體及同步衛(wèi)星的區(qū)別與聯(lián)系近地衛(wèi)星(r1、ω1、v1、a1)同步衛(wèi)星(r2、ω2、v2、a2)赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體(r3、ω3、v3、a3)向心力萬有引力萬有引力萬有引力的一個分力軌道半徑r2＞r3＝r1角速度

故ω1＞ω2同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，故ω2＝ω3ω1＞ω2＝ω3線速度

，故v1＞v2由v＝rω得v2＞v3v1＞v2＞v3向心加速度

，故a1＞a2由a＝ω2r得a2＞a3a1＞a2＞a3第1頁/共14頁第一頁，共15頁。1.(多選)圖中的甲是地球赤道上的一個物體、乙是“神舟六號”宇宙飛船(周期約90分鐘)、丙是地球的同步衛(wèi)星，它們運行的軌道示意圖如圖所示，它們都繞地心做勻速圓周運動。下列有關(guān)說法中正確的是(

AD

)A．它們運動的向心加速度大小關(guān)系是a乙＞a丙＞a甲B．它們運動的線速度大小關(guān)系是v乙＜v丙＜v甲C．已知甲運動的周期T甲＝24h，可計算出地球的密度D．已知乙運動的周期T乙及軌道半徑r乙，可計算出地球質(zhì)量第2頁/共14頁第二頁，共15頁。考點2.供需關(guān)系談：衛(wèi)星(航天器)的變軌及對接問題第3頁/共14頁第三頁，共15頁。1.宇宙飛船和空間站在同一軌道上運動，若飛船想與前面的空間站對接，飛船為了追上軌道空間站，可采取最好的方法是(

B

)A．飛船加速直到追上空間站，完成對接B．飛船從原軌道減速至一個較低軌道，再加速追上空間站完成對接C．飛船加速至一個較高軌道再減速追上空間站完成對接D．無論飛船采取何種措施，均不能與空間站對接第4頁/共14頁第四頁，共15頁。2.(多選)某載人飛船運行的軌道示意圖如圖所示，飛船先沿橢圓軌道1運行，近地點為Q，遠地點為P。當(dāng)飛船經(jīng)過點P時點火加速，使飛船由橢圓軌道1轉(zhuǎn)移到圓軌道2上運行，在圓軌道2上飛船運行周期約為90min。關(guān)于飛船的運行過程，下列說法中正確的是(BCD

)A．飛船在軌道1和軌道2上運動時的機械能相等B．飛船在軌道1上運行經(jīng)過P點的速度小于經(jīng)過Q點的速度C．軌道2的半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑D．飛船在軌道1上運行經(jīng)過P點的加速度等于在軌道2上運行經(jīng)過P點的加速度第5頁/共14頁第五頁，共15頁。3.我國正在進行的探月工程是高新技術(shù)領(lǐng)域的一項重大科技活動，在探月工程中飛行器成功變軌至關(guān)重要。如圖所示，假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛行器在距月球表面高度為3R的圓形軌道Ⅰ運動，到達軌道的A點處點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ，到達軌道的近月點B再次點火進入近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運動，則(

A

)A．飛行器在軌道Ⅲ上繞月球運行一周所需的時間為B．飛行器在B點處點火后，動能增加C．飛行器在軌道Ⅰ上的運行速度為D．只在萬有引力作用下，飛行器在軌道Ⅱ上通過B點的加速度大于在軌道Ⅲ上通過B點的加速度第6頁/共14頁第六頁，共15頁。4.(多選)2012年6月18日，神舟九號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器在離地面343km的近圓形軌道上成功進行了我國首次載人空間交會對接。對接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣。下列說法正確的是(

BC

)A．為實現(xiàn)對接，兩者運行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B．如不加干預(yù)，在運行一段時間后，天宮一號的動能可能會增加C．如不加干預(yù)，天宮一號的軌道高度將緩慢降低D．航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用第7頁/共14頁第七頁，共15頁?？键c3.天體中的“追及相遇”問題第8頁/共14頁第八頁，共15頁。1.(多選)太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動。當(dāng)?shù)厍蚯『眠\行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星沖日”。據(jù)報道，2014年各行星沖日時間分別是：1月6日木星沖日；4月9日火星沖日；5月11日土星沖日；8月29日海王星沖日；10月8日天王星沖日。已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示。則下列判斷正確的是(

BD

)A.各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B．在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日C．天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半D．地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短

地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑(AU)1.01.55.29.51930第9頁/共14頁第九頁，共15頁。第10頁/共14頁第十頁，共15頁。2.假設(shè)有一載人宇宙飛船在距地面高度為4200km的赤道上空繞地球做勻速圓周運動，地球半徑約為6400km，地球同步衛(wèi)星距地面高為36000km，宇宙飛船和一地球同步衛(wèi)星繞地球同向運動，每當(dāng)兩者相距最近時，宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號，然后再由同步衛(wèi)星將信號發(fā)送到地面接收站，某時刻兩者相距最遠，從此刻開始，在一晝夜的時間內(nèi)，接收站共接收到信號的次數(shù)為(

C

)A．4次

B．6次

C．7次

D．8次第11頁/共14頁第十一頁，共15頁。3.設(shè)地球的自轉(zhuǎn)角速度為ω0，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，某人造衛(wèi)星在赤道上空做勻速圓周運動，軌道半徑為r，且r＜5R，飛行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同，在某時刻，該人造衛(wèi)星通過赤道上某建筑物的正上方，則到它下一次通過該建筑物正上方所需要的時間為(地球同步衛(wèi)星軌道半徑約為6R)(

)第12頁/共14頁第十二頁，共15頁。再見！第13頁/共14頁第十三頁，共15頁。謝謝您的觀看！第14頁/共14頁第十四頁，共15頁。內(nèi)容總結(jié)考點1.近地衛(wèi)星、赤道上物體及同步衛(wèi)星的區(qū)別與聯(lián)系。赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體(r3、ω3、v3、a3)。故ω1＞ω2