高中物理模块要点回眸17卫星轨道调整的原理剖析新人教版必修2
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高中物理模块要点回眸17卫星轨道调整的原理剖析新人教版必修2
我带领班子成员及全体职工,积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习,同时认真学习业务知识,全面提高了自身素质,增强职工工作积极性,杜绝了纪律松散第17点卫星轨道调整的原理剖析1.人造卫星沿圆轨道和椭圆轨道运行的条件图1当卫星与火箭分离时,设卫星的速度为v,卫星距离地心为r,并设此时速度与万有引力垂直(通过地面控制可以实现),如图1所示,若卫星以速度v绕地球做圆周运动,则所需要的向心力为Fnm,卫星受到的万有引力FG(1)当FFn时,卫星将做圆周运动.若此时刚好是离地面最近的轨道,则可求出此时的发射速度v7.9 km/s.(2)当F<Fn时,卫星将做离心运动,沿椭圆轨道运动.(3)当F>Fn时,卫星在引力作用下,向地心做椭圆运动.因此,星、箭分离时的速度是决定卫星运行轨道的主要因素.2.人造卫星的轨道调整如图2所示,以卫星从近地圆轨道变轨到圆轨道为例加以分析.图2在圆轨道稳定运行时满足m(rA为A到地心的距离).若在A点提高速度(卫星自带推进器可完成这个任务)至vA则有<m,则卫星做离心运动,将在椭圆轨道上运动,若不再通过推进器改变速度,则会一直在椭圆轨道上运动.当卫星到达B点时,若要使卫星在圆轨道上运行,则必须在B点再次提速.由此可以看出,卫星由低轨道变到高轨道必须在适当的位置提速,同理,由高轨道变到低轨道必须在适当的位置减速.对点例题2013年6月23日10时07分,在航天员聂海胜的精准操控和张晓光、王亚平的密切配合下,“神舟十号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实现手控交会对接.如果对接前飞船和飞行器在同一轨道上运行,飞船与前面飞行器对接,飞船为了追上飞行器,可采用的方法是()A.飞船加速追上飞行器,完成对接B.飞船从原轨道减速至一个较低轨道,再加速追上飞行器完成对接C.飞船加速至一个较低轨道再减速追上飞行器完成对接D.无论飞船如何采取措施,均不能与飞行器对接解题指导飞船要追上飞行器,应先减速,使它的半径减小,当飞船运动到合适的位置时再加速,使其轨道半径增大,当刚好运动到飞行器所在轨道时停止加速,则飞船的速度刚好等于飞行器的速度,可以完成对接.B正确.答案B我国某同步卫星在发射过程中经过四次变轨进入同步轨道.如图3为第四次变轨的示意图,卫星先沿椭圆轨道飞行,后在远地点P处实现变轨,由椭圆轨道进入同步轨道,则该卫星()图3A.在轨道上的周期比地球自转周期大B.在轨道 上的加速度比在轨道 上任意一点的加速度大C.在轨道上经过P点的速度比在轨道上经过P点的速度小D.在轨道上的速度比在轨道上任意一点的速度大答案C解析轨道是同步轨道,周期等于地球的自转周期,故A错误;卫星在轨道和轨道上经过P点时所受的万有引力相等,所以加速度相等,故B错误;卫星在轨道上的P点速度较小,万有引力大于所需的向心力,会做近心运动,要想进入圆轨道,需加速,使万有引力等于所需要的向心力.所以卫星在轨道上经过P点的速度小于在轨道上经过P点时的速度,故C正确,D错误.经过专家组及技术指导员的共同努力,科技入户工作取得了很大的成绩,促进了小麦 产量的大幅提升,农民种粮收益明显提高,得到了广大群众的一致赞许和社会各界的广泛好评。