2025高中物理一轮复习学案 专题突破课6　卫星运动的“三类”问题.pdfVIP

考点一考点二考点三限时训练

专题突破课6卫星运动的“三类”问题

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目标要求1.会分析卫星的变轨过程和对接及各物理量的变化。2.掌

握双星、多星模型，会解决相关问题。3.会分析卫星的追及相遇问题。

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01考点一卫星变轨和对接问题

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1.卫星变轨原理

(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ

上。如图所示。

(2)在A点(近地点)点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供卫

星在轨道Ⅰ上做圆周运动的向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ。

(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ。

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2.卫星变轨过程各物理量分析

(1)速度：设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v、v，在轨

13

道Ⅱ上过A点和B点时速率分别为v、v。

AB

在A点加速，则vv，在B点加速，则vv，又因vv，故有

A13B13

vvvv。

A13B

(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。

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3.卫星的对接问题

(1)低轨道飞船与高轨道空间站对接如图甲所示，低轨道飞船通过合

理地加速，沿椭圆轨道(做离心运动)追上高轨道空间站与其完成对接。

(2)同一轨道飞船与空间站对接：如图乙所示，后面的飞船先减速降

低高度，再加速提升高度，通过适当控制，使飞船追上空间站时恰好具

有相同的速度。

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维度1卫星变轨问题

例1

在某电影中，科学家利用固定在地面的万台超级聚变发动

机瞬间点火，使地球在地球轨道Ⅰ上的B点加速，进入运输轨道，再在运

输轨道上的A点瞬间点火，从而进入木星轨道Ⅱ。关于地球的运动，下列

C

说法中正确的是()

A.在运输轨道上A点的速度大于B点的

速度

B.在地球轨道Ⅰ上B点的加速度小于在

运输轨道上B点的加速度

C.在木星轨道Ⅱ上的周期大于在运输轨道上的周期

D.在木星轨道Ⅱ上的机械能等于在运输轨道上的机械能

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C根据开普勒第二定律可知，在运输轨道上A点的速度小于B点的

速度，故A错误；在地球轨道Ⅰ上B点与在运输轨道上B点相比，受到的

万有引力相同，则加速度相同，故B错误；根据开普勒第三定律可知，在

木星轨道Ⅱ上的周期大于在运输轨道上