(完整版)卫星变轨问题分析.doc

编制：高青 审：王建平 朱克杰 2016.11.14 卫星变轨问题分析 一：理论说明：卫星变轨问题 “四个 ” 物理量的规律分析 1． 速度：如图所示，设卫星在圆轨道 Ⅰ 和 Ⅲ 上运行时的速率分别为 v1、 v3，在轨道 Ⅱ 上过 A 点和 B 点时速率分别 vA 、vB.在 A 点加速，则 vA v1，在 B 点加速，则 v3vB，又因 v1v3，故有 vA v1v3vB . 2．加速度：因为在 A 点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道 Ⅰ 还是轨道 Ⅱ 上经过 A 点，卫星的加速度都相 同，同理，经过 B 点加速度也相同． 3．周期：设卫星在 Ⅰ 、 Ⅱ 、Ⅲ 轨道上的运行周期分别为 T1、 T2、 T3，轨道半径分别为 r 1、 r2(半长轴 )、r 3，由开普 r 3 勒第三定律 T2＝ k 可知 T1 T2T3. 4．机械能：在一个确定的圆 (椭圆 )轨道上机械能守恒．若卫星在 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 轨道的机械能分别为 E1、 E2、 E3，则 E1E2E3. 二、基础训练 1、[变轨中运行参量和能量分析 ](多选 )2012 年 6 月 18 日，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，下面说法正确的是 ( ) ．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 B．如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低 D．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 2、 [变轨中运行参量的分析 ](多选 )如图所示，搭载着“嫦娥二号”卫星的“长征三号丙”运载火箭在西昌卫星发射 中心点火发射， 卫星由地面发射后， 进入地月转移轨道， 经多次变轨最终进入距离月球表面 100 km，周期为 118 min 的工作轨道，开始对月球进行探测．下列说法正确的是 ( ) A ．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小 B．卫星在轨道Ⅲ上经过 P 点的速度比在轨道Ⅰ上经过 P 点时大 C．卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短 D．卫星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上多 3、[变轨中运行参量的分析 ]2013 年 12 月 2 日凌晨 1 时 30 分，嫦娥三号月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空． 这 是继 2007 年嫦娥一号、 2010 年嫦娥二号之后，我国发射的第 3 颗月球探测器，也是首颗月球软着陆探测器．嫦娥 三号携带有一台无人月球车，重 3 吨多，是我国设计的最复杂的航天器．如图 5 所示为其飞行轨道示意图，则下列 说法正确的是 () A ．嫦娥三号的发射速度应该大于 11.2 km/s B．嫦娥三号在环月轨道 1 上 P 点的加速度大于在环月轨道 2 上 P 点的加速度 C．嫦娥三号在环月轨道 2 上运动周期比在环月轨道 1 上运行周期小 编制：高青 审：王建平 朱克杰 2016.11.14 D．嫦娥三号在动力下降段中一直处于完全失重状态 4．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．“北斗”系统中两颗工作卫 星 1 和 2 均绕地心 O 做匀速圆周运动，轨道半径均为 r ，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的 A、B 两位置，如图 5 所示．若卫星均顺时针运行， 地球表面处的重力加速度为 g，地球半径为 R， 不计卫星间的相互作用力．以下判断正确的是 ( )． A．两颗卫星的向心加速度大小相等，均为 R2g r 2 B．两颗卫星所受的向心力大小一定相等 7πr r C．卫星 1 由位置 A 运动到位置 B 所需的时间可能为 3R g D．如果要使卫星 1 追上卫星 2，一定要使卫星 1 加速 5、（多选） 在完成各项任务后， “神舟十号”飞船于 2013 年 6 月 26 日回归地球． 如图所示， 飞船在返回地面时， 要在 P 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ， Q 为轨道Ⅱ上的一点， M 为轨道Ⅰ上的另一点， 关于“神舟十号”的运动， 下列说法中正确的有  (  ) A ．飞船在轨道Ⅱ上经过  P 的速度小于经过  Q 的速度 B．飞船在轨道Ⅱ上经过  P 的速度小于在轨道Ⅰ上经过  M 的速度 C．飞船在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期 D．飞船在轨道Ⅱ上经过 6． 2013 年 6 月 13 日 13  P 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过 M 时 8 分，搭载聂海胜、张晓光、王亚平  的加速度 3 名航天员的“神舟十号”飞船与“天宫一号”目 标飞行器在离地面  343 km  的近圆轨道上成功进行了我国载人空间交会对接．  对接轨道所在空间存在极其稀薄的