人造衛(wèi)星問題好

人造衛(wèi)星問題好演示文稿目前一頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點人造衛(wèi)星問題好目前二頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點專題解說二.知識概要與方法一般情況下運行的衛(wèi)星，其所受萬有引力不是剛好提供向心力，此時，衛(wèi)星的運行速率及軌道半徑就要發(fā)生變化，萬有引力做功，我們將其稱為不穩(wěn)定運行即變軌運動；當衛(wèi)星所受萬有引力剛好提供向心力時，它的運行速率就不再發(fā)生變化，軌道半徑確定不變從而做勻速圓周運動，我們稱為穩(wěn)定運行.用M、m分別表示地球和衛(wèi)星的質(zhì)量，用R表示地球半徑，r表示人造衛(wèi)星的軌道半徑，可以得到：目前三頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點專題解說由此得出三個重要的結(jié)論：即衛(wèi)星離地心越遠，它運行的速度越小。即衛(wèi)星離地心越遠，它運行的周期越長。即衛(wèi)星離地心越遠，它運行的角速度越小。目前四頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點vF引12目前五頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點如圖所示，a、b、c三軌道中可以作為衛(wèi)星軌道的是哪些？abc知識構(gòu)建與題型演練目前六頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點赤道軌道極地軌道1.人造衛(wèi)星的軌道平面：所有人造衛(wèi)星的軌道均以地心為圓心衛(wèi)星可以分為赤道衛(wèi)星、極地衛(wèi)星和其他衛(wèi)星其他軌道目前七頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點把天體（或人造衛(wèi)星）的運動看成是勻速圓周運動，其所需向心力由萬有引力提供2.解決天體（衛(wèi)星）運動問題的基本思路：(1)建立模型：這是本章的主線索。（2）在地面附近萬有引力近似等于物體的重力，這是本章的副線索。若已知地球表面的重力加速度g和地球半徑R，可以用gR2替換GM，由于這種代換的重要性，通常被稱為黃金代換。由上式得：目前八頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點越高越慢衛(wèi)星的各物理量隨軌道半徑的變化而變化的規(guī)律：當衛(wèi)星所受萬有引力剛好提供向心力時，它的運行速率就不再發(fā)生變化，軌道半徑確定不變從而做勻速圓周運動，我們稱為穩(wěn)定運行.目前九頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點題型一：衛(wèi)星的軌道參量的分析與求解目前十頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點3.兩種衛(wèi)星軌道半徑近似地可認為等于地球半徑，速率v=7.9km/s，周期約T=85min。在所有繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星中是線速度最大，周期最短。⑴近地衛(wèi)星目前十一頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點3．萬有引力作用下的圓周運動

【例3】人造地球衛(wèi)星與現(xiàn)代人的生活有著密切的聯(lián)系，關于做圓周運動的人造地球衛(wèi)星，下列說法正確的是(已知地球半徑為6400km)()A．軌道半徑越大，線速度越大B．運行的速率可能為8.3km/sC．軌道半徑越大，周期越大D．運動的周期可能為80min目前十二頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點關于地球同步衛(wèi)星的五個“一定”①軌道平面一定：軌道平面與

共面．②周期一定：與地球自轉(zhuǎn)周期

，即T＝24h.③角速度一定：與地球自轉(zhuǎn)的角速度

。赤道平面相同相同與地球自轉(zhuǎn)方向相同即自西向東運動。繞行方向：⑵同步衛(wèi)星：地球同步衛(wèi)星是相對地球表面靜止的穩(wěn)定運行衛(wèi)星.目前十三頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點4.地球及行星表面重力加速度、軌道重力加速度問題（1）不考慮地球自轉(zhuǎn)影響：表面重力加速度：

(2)空中重力加速度（離地面h處）：目前十四頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點對于穩(wěn)定運行狀態(tài)的衛(wèi)星：①運行速率不變；②軌道半徑不變；③萬有引力提供向心力，即成立.其運行速度與其運行軌道處于一一對應關系，即每一軌道都有一確定速度相對應而不穩(wěn)定運行的衛(wèi)星則不具備上述關系，其運行速率和軌道半徑都在發(fā)生著變化。萬有引力做功，我們將其稱為不穩(wěn)定運行即變軌運動。

題型二：同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、地球赤道上物體運動的特點目前十五頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點3.求中心天體質(zhì)量、密度：方法一：即先要觀測出該天體周圍的某顆衛(wèi)星的軌道半徑r和運轉(zhuǎn)周期T。方法二：在星球表面：即先要觀測出該天體的g表和自身半徑R就可求出天體質(zhì)量。目前十六頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點平均密度若衛(wèi)星緊貼地表運行：，即只要測出其近地衛(wèi)星的周期T，就可求出該天體的平均密度。目前十七頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點5.衛(wèi)星的變軌問題⑴當衛(wèi)星速度增大時：衛(wèi)星做離心運動，軌道半徑變大，到高軌道后達到新的穩(wěn)定運行狀態(tài)

衛(wèi)星做向心運動，軌道半徑減小，到低軌道后達到新的穩(wěn)定運行狀態(tài)⑵當衛(wèi)星速度減小時：衛(wèi)星變軌時半徑的變化，根據(jù)萬有引力和所需向心力的大小關系判斷；穩(wěn)定在新軌道上的運行速度變化由判斷目前十八頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點題型三、衛(wèi)星的變軌問題目前十九頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點VF引F引＜F向F引＞F向衛(wèi)星變軌原理MmA點速度—內(nèi)小外大（在A點看軌跡）在A點萬有引力相同A目前二十頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點·思考：人造衛(wèi)星在低軌道上運行，要想讓其在高軌道上運行，應采取什么措施？在低軌道上加速，使其沿橢圓軌道運行，當行至橢圓軌道的遠點處時再次加速，即可使其沿高軌道運行。衛(wèi)星變軌原理1、衛(wèi)星在二軌道相切點萬有引力相同速度—內(nèi)小外大（切點看軌跡）2、衛(wèi)星在橢圓軌道運行近地點---速度大，動能大遠地點---速度小，動能小目前二十一頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點vF引12R衛(wèi)星在圓軌道運行速度V1V2θ＞900減小衛(wèi)星變軌原理目前二十二頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點目前二十三頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點v3F引L衛(wèi)星變軌原理目前二十四頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點使衛(wèi)星進入更高軌道做圓周運動v3v4目前二十五頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點目前二十六頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點三、衛(wèi)星的變軌v1v2v3v4專題聚焦由于技術上的原因，衛(wèi)星的發(fā)射往往要分幾個階段，經(jīng)過多次變軌后才能定點于預定的位置。例1.如圖所示，某次發(fā)射同步衛(wèi)星時，先進入一個近地的圓軌道，然后在P點點火加速，進入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道（該橢圓軌道的近地點為近地圓軌道上的P，遠地點為同步軌道上的Q），到達遠地點時再次自動點火加速，進入同步軌道。設衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的速率為v1，在P點短時間加速后的速率為v2，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達遠地點Q時的速率為v3，在Q點短時間加速后進入同步軌道后的速率為v4。試比較v1、v2、v3、v4的大小，并用小于號將它們排列起來______。目前二十七頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點發(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運動，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道2與軌道1相切于近地點Q，軌道2與軌道3相切于遠地點P，如圖所示。設衛(wèi)星在圓軌道1運動的速率為V1，在圓軌道3運行的速率為V3，在橢圓軌道2的近地點的速率為V2，在遠地點的速率為V4，則：它們的速度大小關系為__________；加速度大小關系為_____________。目前二十八頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點v1v2v3v4專題聚焦PQ解答:根據(jù)題意有v2>v1,v4>v3

而v1、v4是繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星的線速度，由下式知v1>v4故結(jié)論為v2>v1>v4>v3

衛(wèi)星沿橢圓軌道由P→Q運行時，由機械能守恒可知，其重力勢能逐漸增大，動能逐漸減小，因此有v2>v3

衛(wèi)星的回收實際上是衛(wèi)星發(fā)射過程的逆過程

目前二十九頁\總數(shù)三十頁\編于二十二點1、如圖所示，發(fā)射同步衛(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；最后再次點火將其送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于P點，2、3相切于Q點。當衛(wèi)星分別在1、2、3上正常運行時，以下說法正確的