天体运动三类问题课件.pptx

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1、天体运动的三类热点问题在此输入您的封面副标题一、卫星的轨道1.赤道轨道：卫星的轨道在平面内，同步卫星就是其中的一种.2.极地轨道：卫星的轨道过南、北两极，即在赤道的平面内，如极地气象卫星.3.其他轨道：除以上两种轨道外的卫星轨道.所有卫星的轨道平面一定通过地球的.赤道垂直于球心二、地球同步卫星的特点相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星.同步卫星有以下“七个一定”的特点：(1)轨道平面一定：轨道平面与共面.(2)周期一定：与地球自转周期，即T＝.(3)角速度一定：与地球自转的角速度.(4)高度一定：由G＝m(R＋h)得地球同步卫星离地面的高度h

2、＝≈3.6×107m.24h赤道平面相同相同(5)速率一定：v＝__________≈3.1×103m/s.(6)向心加速度一定：由G＝man得an＝＝gh＝0.23m/s2，即同步卫星的向心加速度等于轨道处的重力加速度.(7)绕行方向一定：运行方向与地球自转方向.一致(2018·广东省揭阳市期末)如图3所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则A.卫星a的角速度小于c的角速度B.卫星a的加速度大于b的加速度C.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D.卫星b的周期大于24h图3√【例2】(2019·名师原创预测)

3、我国首颗极地观测小卫星是我国高校首次面向全球变化研究、特别是极地气候与环境监测需求所研制的遥感科学实验小卫星。假如该卫星飞过两极上空，其轨道平面与赤道平面垂直，已知该卫星从北纬15°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬15°的正上方时所用时间为1h，则下列说法正确的是()图1例3有a、b、c、d四颗卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b在地面附近近地轨道上正常运行，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，设地球自转周期为24h，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图2所示，则下列关于卫星的说法中正确的是A.a的向心加速度等于重力加速度gB.c在

4、4h内转过的圆心角为C.b在相同的时间内转过的弧长最长D.d的运动周期可能是23h图2√.(2015·山东卷·15)如图4所示，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动.据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动.以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小.以下判断正确的是A.a2>a3>a1B.a2>a1>a3C.a3>a1>a2D.a3>a2>a1√1234567891011图4二、卫星变轨与对接1.当卫星的速度突

5、然增大时，Gm，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做运动，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运行时的小，但重力势能、机械能均.2.当卫星的速度突然减小时，Gm，即万有引力大于所需要的向心力，卫星将做运动，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运行时的大，但重力势能、机械能均.增加<离心>近心减小1.变轨原理及过程(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5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

6、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.卫星变轨问题图5速度、加速度、周期、机械能的比较2.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v1、v3，在轨道Ⅱ上过A点和B点时速率分别为vA、vB.在A点加速，则vA>v1，在B点加速，则v3>vB，又因v1>v3，故有vA>v1>v3>vB.(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

7、为T1、T2、T3，轨道半径分别为r1、r2(半长轴)、r3，由开普勒第三定律＝k可知T1

8、列判断正确