卫星的变轨.ppt

知识导图直击高考
1、（2007·山东·22）．2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c。这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天。假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确是（）
A．飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天
B．飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/s
C．人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大
D．Gliese581c的平均密度比地球平均密度小2、（2008·山东·18）据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是()
A．运行速度大于7.9km/s
B．离地面高度一定，相对地面静止
C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等3、（2009·山东·18）.2008年9月25日至28日，我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是()
A.飞船变轨前后的机械能相等
B.飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态
C.飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度
D.飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度4、（2010·山东·18）．1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元。“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和运地点N的高度分别为439km和2384km，则（）
A．卫星在M点的势能大于N点的势能
B．卫星在M点的角速度大于N点的角速度
C．卫星在M点的加速度大于N点的加速度
D．卫星在N点的速度大于7．9km/s5、（2011·山东·17）.甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是（）
A.甲的周期大于乙的周期
B.乙的速度大于第一宇宙速度
C.甲的加速度小于乙的加速度
D.甲在运行时能经过北极的正上方考点命题规律剖析高频考点各个击破
考点一、卫星在不同轨道上线速度v、加速度a、运行周期T和机械能的比较
例1(2011·临沂二模)有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近的近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示。有()
A.a的向心加速度等于重力加速度g
B.b在相同时间内转过的弧长最长
C.c在4h内转过的圆心角是

D.d的运动周期有可能是20h【方法总结】处理天体问题，先看需要解决的问题是天体表面上的问题，还是天体绕行的问题。
（1）天体表面上的问题：
。
应用这个公式,可得出黄金代换公式。
(2)天体绕行问题:把天体的运动看成圆周运动,其做圆周运动的向心力由万有引力提供。三者之间的关系是完全相等.即

可以得出
①v与r的关系;由得
或

即绕某天体运动物体的速度v与轨道半径r的平方根成反比。②ω与r的关系:由得或

③T与r的关系:由,得
或

④卫星在同一轨道上运行,这个轨道不论是圆形轨道还是椭圆轨道,卫星的机械能是守恒的。椭圆轨道上,在近地点时,卫星的动能最大;在远地点时,卫星的势能最大。
卫星加速变轨,到达高轨道上,卫星的机械能增加;减速变轨,到低轨道上,卫星的机械能减少。考点二、卫星的变轨
例2(2011·德州一模·18)2010年10月l日,“嫦娥”2号卫星发射成功。作为我国探月工程二期的技术先导星,“嫦娥”2号的主要任务是为“嫦娥”3号实现月面软着陆开展部分关键技术试验,并继续进行月球科学探测和研究。如图所示,“嫦娥”2号卫星的工作轨道是100km环月圆轨道Ⅰ,为对【方法总结】天体的变轨问题
(1)解答卫星变轨问题,可根据圆周运动的向心力供求平衡关系进行分析求解。
①若.供求平衡——物体做匀速圆周运动。
②若，供不应求——物体做离心运动。
③若,供过于求——物体做向心运动。
卫星要达到由圆轨道变成椭圆轨道或由椭圆轨道变成圆轨道的目的,可以通过加速(离心)或减速(向心)实现。要会比较不同轨道处的线速度、加速度等问题。
（2)行星(卫星)的运动