剖析人造卫星的运行和变轨一、考点突破知识点考纲要求题型分值万有引力和航天会计算运行中的卫星的各项参数知道人造卫星是如何变轨的选择题6 分一、人造卫星的动力学规律人造卫星的运行可看做绕地球的匀速圆周运动
由万有引力提供向心力G=ma 向=m=mω2r=m
二、人造卫星的稳定运行与变轨运行分析1
卫星稳定运行卫星所受万有引力恰等于做匀速圆周运动的向心力时,将保持匀速圆周运动
满足的公式:G
变轨运行分析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,卫星将变轨运行:① 当卫星的速度突然增加时,G,即万有引力不足以提供向心力,卫星将做离心运动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变大,当卫星进入新的轨道稳定运行时由v=可知其运行速度比原轨道时减小
② 当卫星的速度突然减小时,G>m,即万有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v=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
三、人造卫星的各物理量随轨道半径变化的规律其中 r=R 地+h例题 1 (天津高考)质量为 m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动
已知月球质量为 M,月球半径为 R,月球表面重力加速度为 g,引力常量为 G,不考虑月球自转的影响,则航天器的( )A
线速度 v= B
角速度 ω=C
运行周期 T=2π D
向心加速度 a=思路分析:由=m=mω2R=m=mg=ma 得 v=,A 对;ω=,B 错;T=2π,C 对;a=,D 错
答案:AC例题 2 如图所示,A、B、C 是在地球大气层外圆形轨道上运动的 3 颗卫星,已知 mA =mB> mC,下列说法正确的是( )A
线速度大小的关系是 vA>vB=vCB
周期关系是 TAFB=FCD