小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com第3课时专题强化：卫星变轨问题双星模型目标要求1.会处理人造卫星的变轨和对接问题。2.掌握双星、多星系统，会解决相关问题。3.会应用万有引力定律解决星球“瓦解”和黑洞问题。考点一卫星的变轨和对接问题1．卫星发射模型(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向先发射卫星到圆轨道Ⅰ上，卫星在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，有G＝m，如图所示。(2)在A点(近地点)点火加速，由于速度变大，所需向心力变大，G<m，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ。(3)在椭圆轨道B点(远地点)，G>m，将做近心运动，再次点火加速，使G＝m，进入圆轨道Ⅲ。思考若使在道轨Ⅲ行的宇宙船返回地面，如何操作？运飞应答案使飞船先减速进入椭圆轨道Ⅱ，到达近地点时，使飞船再减速进入近地圆轨道Ⅰ，之后再减速做近心运动着陆。2．变轨过程分析(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，在椭圆轨道Ⅱ上过A点和B点时速率分别为vA、vB，四个速度关系为vA>v1>v3>vB。(2)向心加速度在A点，轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的向心加速度关系aⅠA＝aⅡA，在B点，轨道Ⅱ上和轨道Ⅲ上的向心加速度关系aⅡB＝aⅢB，A、B两点向心加速度关系aA>aB。(均选填“>”“＝”或“<”)(3)周期卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上的运行周期T1、T2、T3的关系为T1<T2<T3。(4)机械能在一个确定的圆(椭圆)轨道上机械能守恒。若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道的机械能分别为E1、E2、E3，从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ和从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ都需要点火加速，则机械能关系为小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.comE1<E2<E3。例1(2024·黑江哈尔市第九中月考龙滨学)在发射一颗质量为m的人造地球同步卫星时，先将其发射到贴近地球表面运行的圆轨道Ⅰ上(离地面高度忽略不计)，再通过一椭圆轨道Ⅱ变轨后到达距地面高为h的预定圆轨道Ⅲ上。已知它在圆轨道Ⅰ上运行的加速度大小为g，地球半径为R，卫星在变轨过程中质量不变，则()A．卫星在轨道Ⅲ上运行的加速度大小为()2gB．卫星在轨道Ⅲ上运行的线速度大小为C．卫星在轨道Ⅲ上的动能大于在轨道Ⅰ上的动能D．卫星在轨道Ⅲ上的机械能小于在轨道Ⅰ上的机械能答案B解析星在道卫轨Ⅲ上行，根据万有引力提供向心力得运时G＝ma＝m，在地球表面附近由mg＝G得GM＝gR2，所以星在道卫轨Ⅲ上的加速度大小为a＝()2g，速度大小线为v＝，故A，错误B正确；星的速度大小卫线为v＝，星在道上行的能卫圆轨运动为Ek＝mv2＝，可知星在道卫轨Ⅲ上的能小于在道动轨Ⅰ上的能，故动C；星道错误卫从轨Ⅰ入道进椭圆轨Ⅱ要点火加速，机械能增大，道从椭圆轨Ⅱ入道进轨Ⅲ要再次点火加速，机械能增大，继续所以星在道卫轨Ⅲ上的机械能大于在道轨Ⅰ上的机械能，故D。错误例2北京时间2021年10月16日神舟十三号载人飞船与在轨飞行的天和核心舱顺利实现径向自主交会对接，整个交会对接过程历时约6.5小时。为实现神舟十三号载人飞船与空间站顺利对接，飞船安装有几十台微动力发动机，负责精确地控制它的各种转动和平动。对接前飞船要先到达和空间站很近的相对静止的某个停泊位置(距空间站200m)。为到达这个位置，飞船由惯性飞行状态转入发动机调控状态，下列说法正确的是()A．飞船先到空间站同一圆周轨道上同方向运动，在合适位置减速靠近即可B．飞船先到与空间站圆周轨道垂直的同半径轨道上运动，在合适位置减速靠近即可C．飞船先到空间站轨道下方圆周轨道上同方向运动，在合适的位置减速即可D．飞船先到空间站轨道上方圆周轨道上同方向运动，在合适的位置减速即可答案D解析根据星，由低道入高道需要点火加速，反之要速，所以船先到空卫变轨时轨进轨减飞站下方的周道上同方向，在合适的位置加速靠近即可，或者船先到空站道间圆轨运动飞间轨上方周道上同方向，在合适的位置速即可，故圆轨运动减选D。小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com考点二双星或多星模型1．双星模型(1)绕公共圆心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统。如图所示。(2)特点①各自所需的向心力由彼此间的万有引力提供，即＝m1ω12r1，＝m2ω...