卫星变轨和多星系统 【知识精讲+备课精研+高效课堂】 高一物理精讲精练课件（人教版2019必修第二册）

7.4.2卫星的变轨和双星问题第7章

万有引力与宇宙航行专题2一、卫星变轨一、卫星变轨123PQ1是圆轨道，2是椭圆轨道，3是圆轨道O1轨道的Q点，点火加速，到达2轨道；2轨道的P点，再点火加速，到达3轨道；2椭圆轨道：1、3圆轨道：综上：变轨点变轨点开普勒第二定律比较速度关系离心运动：一、卫星变轨123PQO变轨点变轨点开普勒第三定律：比较周期关系椭圆轨道：圆轨道：（比较半径）（比较半长轴）综上：1是圆轨道，2是椭圆轨道，3是圆轨道一、卫星变轨123PQO变轨点变轨点比较加速度关系1、3圆轨道：1、2轨道的Q为同一个点：2、3轨道的P为同一个点：综上：1是圆轨道，2是椭圆轨道，3是圆轨道A.沿轨道Ⅰ运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道ⅡB.沿轨道Ⅰ运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期C.沿轨道Ⅰ运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度D.在轨道Ⅰ上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大一、卫星变轨例1.2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道Ⅰ上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道Ⅱ.在圆形轨道Ⅱ上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚．对于该过程，下列说法正确的是(图中A点为近日点)(

)B一、卫星变轨1．判断卫星在不同圆轨道的运行速度大小时，可根据“越远越慢”的规律判断；2．判断卫星在同一椭圆轨道上不同点的速度大小时，可根据开普勒第二定律判断，即离中心天体越远，速度越小；3．判断卫星为实现变轨在某点需要加速还是减速时，可根据离心运动或近心运动的条件进行分析；4．判断卫星的加速度大小时，可根据

判断．判断卫星变轨时速度、加速度变化情况A.在P点由a轨道转变到b轨道时，速度必须变小B.在Q点由d轨道转变到c轨道时，要加速才能实现(不计“嫦娥三号”的质量变化)C.在b轨道上，卫星在P点的速度比在R点的速度大D.“嫦娥三号”在a、b轨道上正常运行时，通过同一点P时，加速度相等一、卫星变轨例2.(多选)“嫦娥三号”卫星从地球发射到月球过程的路线示意图如图所示．关于“嫦娥三号”的说法正确的是(

)CD

若使航天器在同一轨道上运行，航天器加速会进入较高的轨道，减速会进入较低的轨道，都不能实现对接；二、航天器的对接问题123

故要想实现对接，可使航天器在半径较小的轨道上加速，然后进入较高的空间轨道，逐渐靠近其他航天器，两者速度接近时实现对接。A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接二、航天器的对接问题例3.我国发射的“神舟十一号”飞船和“天宫二号”空间实验室于2016年10月19日自动交会对接成功．假设对接前“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是(

)C三、双星系统

宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都较远，其他星球对它们的万有引力可以忽略不计。

在这种情况下，它们将围绕其连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动，通常，我们把这样的两个星球称为“双星”。O两者相距L，1的轨迹半径为，2的轨迹半径为。12

宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都较远，其他星球对它们的万有引力可以忽略不计。12O21即是：T1＝T2，ω1＝ω2。（1）经过相同时间，他们绕公共圆心转过的角度也相同，所以两者的角速度、周期均相同；对1分析：对2分析：两星的向心力大小相等，由它们间的万有引力提供．三、双星系统

宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都较远，其他星球对它们的万有引力可以忽略不计。12O21对1分析：对2分析：联立：可得：三、双星系统

宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都较远，其他星球对它们的万有引力可以忽略不计。12O21对1分析：对2分析：两式相加可得：三、双星系统mmm2.三星模型①三颗星位于同一直线上，两颗环绕星围绕中央星在同一半径为R的圆形轨道上运行。三、多星系统213对1或3分析：对2分析：2合外力为零，保持静止不动。r2.三星模型②三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点上。三、多星系统213对1或2或3分析：3.四星模型(1)四颗质量相等的行星位于正方形四个顶点上，沿正方形的外接圆轨道做匀速圆周运动。大本，第50页三、多星系统四颗行星转动的方向相同，周期、角速度、线速度的大小相等。rL对任意一个行星而言：(2)三颗质量相等的行星位于正三角形的三个顶点，另一颗恒星位于正三角形的中心O点，三颗行星以O点为圆心。绕正三角形的外接圆做匀速圆周运动。外围三颗行星转动的方向相同，周期、角速度、线速度的大小均相等。大本，第50页三、多星系统rL对三角形顶点的某一个行星而言：3.四星模型对M分析：合外力为零，保持静止不动。三、多星系统A.直线三星系统中外侧每颗星体做匀速圆周运动的线速度大小为B.直线三星系统中外侧每颗星体做匀速圆周运动的周期为C.三角形三星系统中每颗星做匀速圆周运动的角速度为D.三角形三星系统中每颗星做匀速圆周运动的加速度大小为例4.(多选)