模型12、行星模型 （原卷版）-2025版高考物理解题技巧与模型讲义.pdf

模型12、行星模型

【模型特点】

1.卫星的各物理量随轨道半径变化的规律

2.极地卫星、近地卫星

(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖.

(2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球

的半径，其运行线速度约为7.9km/s.

绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的最大线速度和最小周期:

3

vgR7.910ms

R3

T25.0610s84.3min

g

(3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心.

深化拓展:

avT

(1)卫星的、、、是相互联系的，如果一个量发生变化，其他量也随之发生变化;这些量与卫星的

质量无关，它们由轨道半径和中心天体的质量共同决定.

(2)卫星的能量与轨道半径的关系:同一颗卫星，轨道半径越大，动能越小，势能越大，机械能越大.

3.同步卫星(通信卫星均为同步卫星)

“同步”的含义就是和地球保持相对静止(又叫静止轨道卫星)

(1)周期等于地球自转周期，既T24h

(2)轨道半径是唯一确定的，离地面的高度为7地

h3.610m5.6R

(3)该轨道必须在地球赤道的正上方

(4)卫星的运转方向必须是由西向东

【模型解题】

1、卫星变轨问题分析

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:

Mmv2

(1)当卫星的速度突然增大时，Gm，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离

2

rr

GM

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

r

减小.

Mmv2

(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

2

rr

GM

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

r

增大.

卫星的发射和回收就是利用这一原理.

2、双星系统模型问题的分析与计算

宇宙中往往会有相距较近，质量可以相比的两颗星球，它们离其它星球都较远，因此其它星球对它们的万

有引力可以忽略不计。在这种情况下，它们将围绕它们连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动。这

种结构叫做双星。

[特点]

Gmm2Gmm2

1212

(1)各自需要的向心力由彼此间的万有引力相互提供，即mr，mr