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卫星变轨与对接问题易错点剖析

甘肃省陇南市武都实验中学石玉川

航天事业的发展与天体运动知识息息相关，顺应时代的引力做功情况比较模糊，导致对卫星变轨过程中不同轨道上

发展，天体运动问题一直是历年高考的必考知识点之一，卫同一点的速率、同一轨道的不同点的速率、同心圆上各轨道

星的变轨与对接问题自然成为重要的考点．但学生学习这部的速率无法比较，导致错误。

分内容时，始终存在一些疑难问题，导致学生在考试中频频【例1】神舟十四号载人飞船已于

出错．本文针对学生学习中常出现的易错点进行剖析，帮助2022年6月5日上午10时44分07秒在

学生在考试中规避失误，准确出击.酒泉卫星发射中心成功发射，运送3名A地球B

一、卫星变轨原理及过程分析航天员进驻核心舱并在轨驻留6个月.

1.卫星变轨原理分析如图2所示，设地球表面的重力加速度

做匀速圆周运动的物体所受到的合外力恰好给物体做圆为g，地球的半径为R，“神舟十四号”

图2

周运动提供向心力，当合外力突然变化或物体突然速度变化在半径为R的近地圆形轨道I上运动，

时，物体所受到的合外力与物体做圆周运动需要的向心力不到达轨道的A点时第一次点火变轨进人椭圆形轨道Ⅱ，到达

相等时，物体将会离开原来的运动轨迹运动。对于卫星而言，椭圆形轨道Ⅱ的远地点B时，再一次点火进入轨道半径更大

忽略卫星运行阻力的情况下，只要与地球的距离不变，受到的圆形轨道Ⅲ，绕地球做匀速圆周运动，设“神舟十四号”

的万有引力就不变，卫星的变轨需要通过改变其运行速度来质量保持不变．关于“神舟十四号”的运行速率，下列选项

Gmmm正确的是（）。

实现．卫星稳定运行时，=m

R：当卫星减速时，A.“神舟十四号”在轨道I上的速率小于在轨道Ⅲ上的

Gm地m速率

m由高轨道向低轨道运动；当卫星加速时，

RR，

B.“神舟十四号”在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅱ

Gm地m上B点的速率

R2mR，由低轨道向高轨道运动.

C.“神舟十四号”在轨道I上A点的速率等于在轨道I

卫星变轨常见的形式有两种．第一种是渐变：由于阻力上A点的速率

等对卫星运动的影响，使卫星运行的速率减小，导致所需要D.“神舟十四号”在轨道Ⅲ上运行的速率为√gR

的向心力减小，而提供的向心力（万有引力）大小没有改

【易错分析】“神舟十四号”由轨道I到轨道Ⅲ运动的过

变，因此卫星将做近心运动，即轨道半径r将减小，因卫星

程中经过两次点火加速实现，认为轨道Ⅲ上的速率大于轨道

轨道半径变化缓慢，卫星每一周的运动仍可看成是匀速圆周

I上的速率，错误地选A；认为只要卫星在同一位置速度就

运动；第二种是突变：因技术上的某些需要，有时需要在合