卫星的发射与变轨

1、卫星的发射与变轨命题人：罗 通审题人：李吉彬【方法归纳】发射卫星一般采用三级火箭，火箭启动后竖直向上做加速运动，卫星处于超重状态。若已 知火箭上升的加速度，可利用牛顿第二定律根据放在火箭平台上物体对平台的压力估算火箭上升的高度。 卫星绕天体运动，卫星与天体之间的万有引力提供卫星绕天体做匀速圆周运动的向心力，即F& = G，供r 2控 4Mm v2-一，.GMF需=布一。若F供=F需，G =m ，卫星做匀速圆周运动，线速度v=: r 。当卫星由于某种原因速度突然改变时（开启或关闭发动机或空气阻力作用），万有引力不再等于向心力， 卫星将做变轨运行：（1）当卫星的速度突然增加时，GMMmmr，即万有

2、引力大于所需要的向心力，卫星将做近心运动， 脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，当卫星进入新的轨道稳定运行时由。=-（籍可知其运行速度比原 轨道时增大；卫星的发射和回收就是利用这一原理.例1：搭载着3位航天员的神舟九号飞船与在轨运行的天宫一号“牵手”，顺利完成首次载人自动交会对 接交会对接飞行过程分为远距离导引、自主控制、对接等阶段，图示为“远距离导引”阶段.下列说法正确的是（）在远距离导引阶段，神舟九号向前喷气在远距离导引阶段，神舟九号向后喷气未开始交会对接前，天宫一号做匀速圆周运动的加速度大于神舟九号天宫一神九组合体绕地球做匀速圆周运动的速度大于7.9 km/s 变式1. 2012年6月18日

3、，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功 进行了我国首次载人空间交会对接.对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气.下列说法正确的是（）为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的速度可能会增加如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用例2：如图所示，在嫦娥”探月工程中，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0.飞船在半径为4R 的圆形轨道I上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道的近月点B时，再次点火 进入近月轨道III绕月做

4、圆周运动，则（）- 飞船在轨道III的运行速率大于：；招，/ 户拓七 飞船在轨道I上运行速率小于在轨道II上B处的速率: 飞船在轨道I上的重力加速度小于在轨道II上B处重力加速度J/11!，飞船在轨道I、轨道I上运行的周期之比为4 : 1 TOC o 1-5 h z 变式2：如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I,然后在Q点通过改变卫 星速度，让卫星进入地球同步轨道II,贝0()_该卫星在P点的速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/s卫星在同步轨道II上的运行速度大于7.9 km/s(、q在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度 卫星在Q点通过加速实现由轨道1

5、进入轨道II一罗&、二练习1.要使卫星从如图所示的圆形轨道1通过椭圆轨道2转移到同步轨道3,需rI 要两次短时间开动火箭对卫星加速，加速的位置应是图中的()JP 点 B. Q 点 C. R 点 D. S 点、二/小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的 过程中近似做圆周运动.则经过足够长的时间后，小行星运动的()半径变大 B.速率变大C.角速度变大D.加速度变大2013年发射的“嫦娥三号”卫星，实现对地外天体的直接探测，如图为“嫦娥三号”卫星在月球引 力作用下，先沿椭圆轨道向月球靠近，并在P处“刹车制动”后绕月球做匀速圆周运动，并再次变轨最 后实

6、现软着陆，已知“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动的半径为r，周期为T，引力常量为G，0()“嫦娥三号”卫星的发射速度必须大于11.2 km/s一应些 “嫦娥三号”卫星在椭圆轨道与圆轨道上经过P点的速度相等庆尸 “嫦娥三号”卫星由远月点Q点向P点运动过程中速度逐渐减小V以多孩 由题给条件可求出月球质量如图所示是牛顿研究抛体运动时绘制的一幅草图，以不同速度抛出的物体分别沿a、b、c、d轨迹运 动，其中a是一段曲线，b是贴近地球表面的圆，c是椭圆，d是双曲线的一部分.已知引力常量为G、地球质量为M、半径为R、地球附近的重力加速度为g.以下说法中正确的是(A.沿a运动的物体初速度一定小于上/gRb.沿b

7、运动的物体速度等于C.沿c运动的物体初速度一定大于第二宇宙速度D.沿d运动的物体初速度一定大于第三宇宙速度如图所示，将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q,2、 3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是()卫星在轨道2上经过Q点时的速度小于它在轨道2上经过P点时的速度 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度(CD) 卫星在轨道1上的向心加速度小于它在轨道3上的向心加速度、书 J卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度一我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站.如图所示，关闭发动机的航天飞机A在月球 引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆的近月点B处与空间站对接.已知空间站绕月轨道半径 为r，周期为T，引力常量为