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(共24张PPT)
宇宙航行2.0
卫星变轨
卫星发射的两种方法
直线发射（高轨发射）：整个发射过程中，运载火箭在入轨前始终处于动力飞行状态，要消耗大量燃料。
变轨发射（近地发射）：运载火箭消耗的燃料少，发射场的位置也不受限制。
对于低轨道卫星来说，一般选择垂直发射突破大气层后直接入轨，而中、高轨道卫星的发射一般经历以下三个阶段：
①停泊轨道；
②转移轨道；
③同步轨道。
导
卫星变轨
卫星变轨概念
由于技术上的需要，有时要在适当的位置短时间启动卫星上的发动机，使卫星的速度发生突变，让其运行轨道发生改变，最终到达预定的目标。
导
卫星变轨
卫星绕天体运行时，提供的向心力与所需要的向心力关系决定着卫星变轨问题
提供的向心力 需要的向心力 卫星运动
=
＞
＜
卫星做圆周运动
卫星做近心运动
卫星做离心运动
探
卫星变轨
探
卫星变轨
请分析：
1.加速前后受力的变化；
2.加速前后所需向心力的变化；
3.加速后物体作什么运动？
万有引力不变
所需向心力变大
由于所需向心力大于万有引力能提供的向心力，故将作离心运动
探
卫星变轨
请分析：
1.加速前卫星在P点作什么运动？
2.加速前后万有引力的变化；
3.加速后物体所需向心力如何变？物体将作什么运动？
加速前万有引力大于所需向心力，卫星作近心运动
万有引力不变
P
若加速到刚好所需向心力等于P点的万有引力，则作圆周运动
探
卫星变轨
探
分析
1.从近地轨道1想要进入椭圆轨道2，航天器应在P点如何操作？为什么？
2.从p点到a点的过程中，速度大小如何变化？
3.在a点想要进入轨道3，航天器应在a点如何操作？为什么？
4.试比较a1、ap2、aa2、a3的大小关系。
加速，万有引力不足以提供做圆周运动的向心力，航天器将做离心运动，进入椭圆轨道。
速度逐渐减小
加速，在a点由于万有引力大于做圆周运动的向心力，航天器会做近心运动，因此需要提高做圆周运动的向心力，使其与万有引力大小相等，进入圆轨道3
ap2=a1＞a3=aa2
1
a
P
2
3
探
卫星变轨
v1、vp2、va2、v3的速度大小关系？
a1、ap2、aa2、a3的速度大小关系？
1
a
P
2
3
展、评
卫星变轨
用、测
例1.（多选）“嫦娥三号”卫星从地球发射到月球过程的路线示意图如图所示.关于“嫦娥三号”的说法正确的是（ ）
A.在P点由a轨道转变到b轨道时，速度必须变小
B.在O点由d轨道转变到c轨道时，要加速才能实现（不计“嫦娥三号”的质量变化）
C.在b轨道上，卫星在P点的速度比在R点的速度大
D.“嫦娥三号”在a、b轨道上正常运行时，通过同一点P时，加速度相等
CD
航天器对接
A要如何操作才能追上B？
A
B
要想实现对接，可使航天器在半径较小的轨道上加速，然后进入较高的空间轨道，逐渐靠近其他航天器，两者速度接近时实现对接。
探
航天器对接
用、测
例2.我国发射的“神舟十一号”飞船和“天宫二号”空间实验室于2016年10月19日自动交会对接成功.假设对接前“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是（ ）
A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接
B.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
C.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接
D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
D
拓展探究
B
A
试画出AB两卫星相距最近和最远的状态
最近
A B
B A
最远
探
A
B
θ
拓展探究——天体追击相遇问题
经过多少时间AB相距最近（相遇）？
AB谁更快？谁追谁？
探
A
B
θ
拓展探究——天体追击相遇问题
经过多少时间AB相距最远？
AB谁更快？谁追谁？
探
A
B
θ
拓展探究——天体追击相遇问题
经过多少时间AB相距最近（相遇）？
A要追上B，需要多走的相对角度△θ是多少？
A与B的相对角速度是多少？
探
拓展探究——双星系统
B
A
特点：
1.两星体相对静止
2.两星体运行轨迹圆心相同
3.两星体向心力相同
4.两星体圆周运动周期相同
探
B
A
拓展探究——双星系统
已知A星球质量为m，B星球质量为2m，AB相距L,求：
1.A、B星球的运动周期
2.A、B星球作圆周运动的运动半径
展、评
C
A
B
拓展探究——三星系统
三星共线
A
B
C
三星成三角形
周期相同，角速度相同，圆周运动圆心相同
探
三星共线
C
A
B
已知ABC三星球的质量分别为2m，m和3m，AB之间距离为L，求：
1.运动周期
2.AB的轨迹半径
展、评
A
B
C
三星成三角形
已知ABC三星球的质量都为m，AB、BC、AC之间距离为L，求：
1.运动周期
2.ABC的轨迹半径
展、评
课后探究
A
B
C
θ
A为地球同步卫星，某时刻处于地面上C点一观测塔测得卫星B与观测塔间夹角为θ，问：最短经过多少时间，卫星B处于观测塔正上方？
展、评

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