6.5第二节比较不同类卫星运动(同步卫星和赤道物体)

卫星变轨问题变轨及比较复习：1、第一宇宙速度：2、第一宇宙速度的求解方法：GMvr=17.9/vgRkms=?=4、同步卫星的特点：3、第二宇宙速度、第三宇宙速度××加速阶段惯性飞行阶段进入轨道稠密大气层地球高中提到发射速度就是进入轨道的速度卫星发射的基本过程：进入圆轨道前的运动一、二级火箭工作三级火箭工作卫星发动机工作BA1、先将卫星发射至圆形近地的圆轨道上（停泊轨道）2、在卫星经过A点时点火加速进入椭圆形转移轨道,3、到达远地点时再次自动点火加速，进入同步轨道。一、发射同步卫星的简化过程—变轨问题变轨原理：1、万有引力大于需要的向心力，则向心运动，高轨道转入低轨道；2、万有引力小于需要的向心力，则离心运动，低轨道转入高轨道3、发射时不断点火加速，进入高轨道；回收时，不断点火减速，进入低轨道。例题：设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在A点短时间加速后的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点B时的速率为v3，在B点短时间加速后进入同步轨道后的速率为v4。试比较v1、v2、v3、v4的大小，并用小于号将它们排列起来。探究发射同步卫星的过程中，速度情况Bv2v3Av4v1结论：V3V4V1V2V4与V1怎么比较？V3与V4怎么比较？V1与V2怎么比较？圆周推论变轨结论例题：“神六”发射及运行过程可简化为：先由运载火箭将飞船送入椭圆轨道，然后在椭圆轨道的远地点A实施变轨，进入预定圆轨道，飞船变轨前后速度分别为v1、v2，变轨前后的运行周期分别为T1、T2，飞船变轨前后通过A点时的加速度分别为a1、a2，则下列说法正确的是()A．T1＜T2，v1＜v2，a1＜a2B．T1＜T2，v1＜v2，a1＝a2C．T1＞T2，v1＞v2，a1＜a2D．T1＞T2，v1＝v2，a1＝a2地球预A定轨道B1、将卫星发射至近地圆轨道1（如图所示），然后再次点火，将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，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：A．卫星在轨道3上的速率大于轨道1上的速率。B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度。C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度。D．卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。P13Q2巩固提高2、如图所示.卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再次调速后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测.已知地球与月球的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b,卫星在停泊轨道与工作轨道上均可视为做匀速圆周运动,则()A.卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为(a/b)1/2B.卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为(b/a)1/2C.卫星从停泊轨道进入地月转移轨道时,卫星必须加速D.卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度AC卫星运动比较复习：1、卫星环绕现象：2、卫星变轨现象：低轨道进入高轨道：高轨道进入低轨道：例、土星外层上有一个环。为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度a与该l层到土星中心的距离R之间的关系来判断：()A．若v∝R，则该层是土星的一部分；B．若v2∝R，则该层是土星的卫星群C．若v∝１／R，则该层是土星的一部分D．若v2∝１／R，该层是土星的卫星群正确答案：AD区分不同种类圆周运动的规律同一物体：角速度相同，v=ωra=ω2r卫星群：万有引力充当向心力GMvr3GMr234rTGM2GMar例：有3颗质量相同的人造地球卫星，A卫星停在地球的在赤道上，还没有发射；B卫星为近地卫星，C卫星为地球的同步卫星。比较三卫星所受向心力、线速度、角速度的大小。特点：1、赤道物体与同步卫星运动学特点：角速度相同，利用运动学公式求解v、a；力学规律不同：赤道上物体的向心力是万有引力减去地面的支持力，大小远小于万有引力；2、近地卫星与同步卫星力学规律相同，都是万有引力充当向心力，可以利用“环绕结论”求解。FAFCFBVAVCVBωA=ωCωB区分不同种类圆周运动的规律运动现象：轨道半径：受力和加速度：速度关系：角速度关系：赤道上的物体与近地卫星圆周相同不同近地卫星大近地卫星大近地卫星和同步卫星运动现象：力学规律：GMvr3GMr32rTGM2GMar圆周运动万有引力是向心力同步卫星和赤道上的物体角速度相同，v=ωra=ω2r运动现象及规律：1、同步卫星离地球球心的距离为r，运行速率为v1，加速度大小为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R。则()A.a1:a2=r:RB.a1:a2=R2:r2C.v1:v2=R2:r2D.r:Rv:v21AD区分不同种类圆周运动的规律2、同步卫星距地面的高度约为地球半径的5倍,卫星的正下方地面的赤道上放有一静止的物体,则该物和卫星绕地球转动的线速度之比为___________,卫星的向心加速度和地球表面的重力加速度之比为________。1：61：36区分不同种类圆周运动的规律5．未发射的卫星放在地球赤道上随地球自转时的线速度为v1、加速度为a1；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动时的线速度为v2、加速度为a2；实施变轨后，使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动，运动的线速度为v3、加速度为a3。则v1、v2、v3和a1、a2、a3的大小关系是（）A．v2v3vla2a3alB．v3v2v1a2a3alC．v2v3=v1a2=a1a3D．v2v3vla3a2a1区分不同种类圆周运动的规律A3.如下图所示，飞船沿半径为R的圆周围绕着地球运动，其运行周期为T.如果飞船沿椭圆轨道运行，直至要下落返回地面，可在轨道的某一点A处将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心O为焦点的椭圆轨道运动，轨道与地球表面相切于B点。求飞船由A点到B点的时间。（图中R0是地球半径）ABROR03300332842RRRRTTtRR（）（）开普勒定律应用2．我国的国土范围在东西方向上大致分布在东经70°到东经135°，所以我国发射的通信卫星一般定点在赤道上空3.6万公里，东经100°附近，假设某颗通信卫星计划定点在赤道上空东经104°的位置，经测量刚进入轨道时位于赤道上空3.6万公里，东经103°处，为了把它调整到104°处，可以短时间启动卫星上的小型喷气发动机调整卫星的高度，改变其周期，使其“漂移”到预定经度后，再短时间启动发动机调整卫星的高度，实现定点，两次调整高度的方向依次是A、向下、向上B、向上、向下C、向上、向上D、向下、向下B变轨问题应用补充上节课转下节的习题4、我国发射的亚洲一号同步通讯卫星的质量为m，如果地球半径为R，自转角速度为ω，表面的重力加速度为g，则亚洲一号（）A、距地面高度B、环绕速度C、受到地球引力为D、受到地球引力为2n2()()GMmFmRhmvRhww==+=+R+h处，同步卫星：R处，地表物体2MmmgGR¢¢=ABC2MgGR=即：22332VrgRVgR===6．地球同步卫星到地心的距离r可由r2＝2224cba求出．已知式中a的单位是m，ｂ的单位是s，c的单位是m/s2，则A．a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度B．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度C．a是赤道周长，b是地球自转周期，c是同步卫星的加速度D．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度5：已知地球的半径为R、自转角速度为ω、地球的质量为M、地球表面的重力加速度为g0、万有引力常量为G，在赤道上空一颗相对地球静止的卫星离开地面的高度h有几种计算方法？列出全部的表达式。卫星发动机点火加速：喷出气流方向与运动方向相反。卫星发动机点火减速：喷出气流方向与运动方向相同。