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1、热点突破：热点突破：卫星的变轨问题卫星的变轨问题1.热点透析热点透析2.典例剖析典例剖析3.规律方法规律方法4.跟踪训练跟踪训练5.真题演练真题演练第四章第四章 曲线运动曲线运动 万有引力与航天万有引力与航天一、热点透析一、热点透析1.热点透析热点透析突破二卫星的变轨问题突破二卫星的变轨问题轨道轨道II轨道轨道I 1.卫星由低轨道卫星由低轨道 高轨道的运行分析高轨道的运行分析 2.卫星由高轨道卫星由高轨道 低低轨道的运行分析轨道的运行分析 轨道轨道I轨道轨道IIBA 二、典例剖析二、典例剖析2. 典例剖析典例剖析注意各卫星所处位注意各卫星所处位置，参考其运动过置，参考其运动过程特点，根据遵从程
2、特点，根据遵从的规律进行分析的规律进行分析.【例例2】(多选多选)在完成各项既定任务后在完成各项既定任务后,“神舟九号神舟九号”飞船于飞船于2012年年6月月29日日10时许返回地面时许返回地面,主着陆场位于内蒙古四子王旗地区。如图示主着陆场位于内蒙古四子王旗地区。如图示,飞船在返回飞船在返回地面时地面时,要在要在P点从圆形轨道点从圆形轨道进入椭圆轨道进入椭圆轨道,Q为轨道为轨道上的一点上的一点,M为轨为轨道道上的另一点上的另一点,关于关于“神舟九号神舟九号”的运动的运动,下列说法中正确的有下列说法中正确的有()A飞船在轨道飞船在轨道上经过上经过P的速度小于经过的速度小于经过Q的速度的速度B飞
3、船在轨道飞船在轨道上经过上经过P的速度小于在轨道的速度小于在轨道上经过上经过M的速度的速度C飞船在轨道飞船在轨道上运动的周期大于在轨道上运动的周期大于在轨道上运动的周期上运动的周期D飞船在轨道飞船在轨道上经过上经过P的加速度小于在轨道的加速度小于在轨道上经过上经过M的加速度的加速度解析显隐解析显隐转转 解析解析轨道轨道II轨道轨道I 轨道轨道III转转 审题审题转转 解析解析第一步：抓住信息第一步：抓住信息构建运动模型构建运动模型第二步：找突破口第二步：找突破口理清思路理清思路转转 原题原题三、规律方法三、规律方法3.规律方法规律方法人造地球卫星的发射过程要经过多次变轨人造地球卫星的发射过程要
4、经过多次变轨人造地球卫星的发射过程要经过多次变轨人造地球卫星的发射过程要经过多次变轨, , , ,过程简图如图所示。过程简图如图所示。过程简图如图所示。过程简图如图所示。(1)(1)(1)(1)变轨的变轨的变轨的变轨的两种情况两种情况两种情况两种情况(2)相关物理量的比较相关物理量的比较两个不同轨道的两个不同轨道的“切点切点”处线速度处线速度v不相等，不相等，图中图中vvBvAv。同一个椭圆轨道上近地点和远地点线速度同一个椭圆轨道上近地点和远地点线速度大大小小不不相相等等，从从远远地地点点到到近近地地点点万万有有引引力力对对卫卫星星做做正正功功，动动能能增增大大(引力势能减小引力势能减小)，图
5、中，图中vAvB，EkAEkB，EpAEpB。两两个个不不同同圆圆轨轨道道上上的的线线速速度度v不不相相等等，轨轨道道半半径径越越大大，v越越小小，图图中中vv。反思总结反思总结 解题模板解题模板解题模板解题模板思想方法思想方法 【变式训练变式训练2】(多选多选)“神舟十号神舟十号”飞船于北京时间飞船于北京时间2013年年6月月11日日17时时38分在甘肃省酒泉卫星发射中心发射升空分在甘肃省酒泉卫星发射中心发射升空,并于北京时间并于北京时间6月月13日日13时时18分分,实施了与实施了与“天宫一号天宫一号”的自动交会对接。这是的自动交会对接。这是“天宫一号天宫一号”自自2011年年9月发射入轨
6、以来月发射入轨以来,第第5次与神舟飞船成功实现交会对接。交会对接前次与神舟飞船成功实现交会对接。交会对接前“神神舟十号舟十号”飞船先在较低的圆轨道飞船先在较低的圆轨道1上运动上运动,在适当位置经变轨与在圆轨道在适当位置经变轨与在圆轨道2上运动的上运动的“天宫一号天宫一号”对接。如图示对接。如图示,M、Q两点在轨道两点在轨道1上上,P点在轨道点在轨道2上上,三点连线过地球球心三点连线过地球球心,把飞船的加速过程简化为只做一次短时加速。下把飞船的加速过程简化为只做一次短时加速。下列关于列关于“神舟十号神舟十号”变轨过程的描述变轨过程的描述,正确的是正确的是()A“神神舟舟十十号号”必必须须在在Q点
7、点加加速速，才才能能在在P点与点与“天宫一号天宫一号”相遇相遇B“神神舟舟十十号号”在在M点点经经一一次次加加速速，即即可变轨到轨道可变轨到轨道2C“神神舟舟十十号号”在在M点点变变轨轨后后的的速速度度大大于变轨前的速度于变轨前的速度D“神神舟舟十十号号”变变轨轨后后的的运运行行周周期期总总大大于变轨前的运行周期于变轨前的运行周期转解析转解析本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！四、跟踪训练四、跟踪训练4.跟踪训练跟踪训练转转 解析解析【跟踪训练跟踪训练】(多选多选)如图是如图是“嫦娥三号嫦娥三号”飞行轨道示意图。假设飞行轨道示意图。假设“嫦娥嫦娥三号
8、三号”运行经过运行经过P点第一次通过近月制动使点第一次通过近月制动使“嫦娥三号嫦娥三号”在距离月面高在距离月面高度为度为100 km的圆轨道的圆轨道上运动，再次经过上运动，再次经过P点时第二次通过近月制动使点时第二次通过近月制动使“嫦娥三号嫦娥三号”在距离月面近地点为在距离月面近地点为Q、高度为、高度为15 km，远地点为，远地点为P、高度为、高度为100 km的椭圆轨道的椭圆轨道上运动，下列说法正确的是上运动，下列说法正确的是()A“嫦娥三号嫦娥三号”在距离月面高度为在距离月面高度为100 km的圆轨道的圆轨道上运动时速度大小可能变化上运动时速度大小可能变化B“嫦娥三号嫦娥三号”在距离月面高
9、度在距离月面高度100 km的的圆轨道圆轨道上运动的周期一定大于在椭圆轨道上运动的周期一定大于在椭圆轨道上运动的周期上运动的周期C“嫦娥三号嫦娥三号”在椭圆轨道在椭圆轨道上运动经过上运动经过Q点时的加速度一定大于经过点时的加速度一定大于经过P点时的加速度点时的加速度D“嫦娥三号嫦娥三号”在椭圆轨道在椭圆轨道上运动经过上运动经过Q点时的速度可能小于经过点时的速度可能小于经过P点时的速度点时的速度 【跟踪训练跟踪训练】2013年年6月月11日日17时时38分分02.666秒秒, “神舟十号神舟十号”载人载人飞船发射升空飞船发射升空,在距地面在距地面343 km的近圆轨道上的近圆轨道上,与等待已久的
10、与等待已久的“天天宫一号宫一号”实现多次交会对接、分离实现多次交会对接、分离,2013年年6月月26日日 8时时07分成功返分成功返回地面下列关于回地面下列关于“神舟十号神舟十号”与与“天宫一号天宫一号”的说法正确的是的说法正确的是()A. 若知道若知道“天宫一号天宫一号”的绕行周期，再利用引力常量，就可算出的绕行周期，再利用引力常量，就可算出地球的质量地球的质量B. 在对接前，在对接前，“神舟十号神舟十号”应与应与“天宫一号天宫一号”在同一轨道上，然在同一轨道上，然后让后让“神舟十号神舟十号”加速追上加速追上“天宫一号天宫一号”并与之对接并与之对接C. 在对接前，应让在对接前，应让“神舟十号
11、神舟十号”和和“天宫一号天宫一号”在同一轨道上绕在同一轨道上绕地球做圆周运动，然后让地球做圆周运动，然后让“神舟十号神舟十号”加速追上加速追上“天宫一号天宫一号”并并与之对接与之对接D. “神舟十号神舟十号”返回地面时应在绕行轨道上先减速返回地面时应在绕行轨道上先减速转解析转解析五、真题演练五、真题演练5.真题演练真题演练【真真题题】(多多选选) (2013全全国国新新课课标标,20)2012年年6月月18日日，神神舟舟九九号号飞飞船船与与天天宫宫一一号号目目标标飞飞行行器器在在离离地地面面343 km的的近近圆圆形形轨轨道道上上成成功功进进行行了了我我国国首首次次载载人人空空间间交交会会对对
12、接接.对对接接轨轨道道所所处处的的空空间存在极其稀薄的大气间存在极其稀薄的大气,下面说法正确的是下面说法正确的是().A为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度为实现对接，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增加C如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低如不加干预，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引力作用 1.对接轨道的空间存在稀薄气体对
13、接轨道的空间存在稀薄气体,说明了什么？说明了什么？2.第一宇宙速度、第二宇宙速度与对接速度有何区第一宇宙速度、第二宇宙速度与对接速度有何区别？别？3.随飞行器与稀薄气体的长时间摩擦，飞行器的随飞行器与稀薄气体的长时间摩擦，飞行器的离地高度、速度、角速度将如何变化？离地高度、速度、角速度将如何变化？转转 解析解析审题审题设疑设疑规律方法规律方法 有关变轨问题的几个突破点有关变轨问题的几个突破点(2)卫星卫星(或航天器或航天器)在不同轨道上运行时机械能不同，轨在不同轨道上运行时机械能不同，轨道半径越大，机械能越大道半径越大，机械能越大(3)卫星卫星(或航天器或航天器)经过不同轨道相交的同一点时加速
14、度经过不同轨道相交的同一点时加速度相等，外轨道的速度大于内轨道的速度相等，外轨道的速度大于内轨道的速度【例例2】(多选多选) 航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在在A点从圆形轨道点从圆形轨道进入椭圆轨道进入椭圆轨道，B为轨道为轨道上的与地球相上的与地球相切的一点，如图所示关于航天飞机的运动，下列说法中正确的切的一点，如图所示关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有有()A在轨道在轨道上经过上经过A的速度小于经过的速度小于经过B的速度的速度B在轨道在轨道上经过上经过A的动能小于在轨道的动能小于在轨道上经过上经过A的动能的动能C在轨道在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期上运动的周期D在轨道在轨道上经过上经过A的加速度小于在轨道的加速度小于在轨道上经过上经过A的加速度的加速度 审题导析审题导析1.物体要做近心运动，物体要做近心运动，vAIIvAI，速，速度减小度减小.2.A为远地点，为远地点，B为近地点，速度不为近地点，速度不同同.3.因为有椭圆轨道，故用开普勒定因为有椭圆轨道，故用开普勒定律判定周期较合适律判定周期较合适.转解析转解析轨道轨道I轨道轨道IIBA
