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7.4.2 卫星的变轨
第7章 万有引力与宇宙航行
一、卫星变轨
V
F引
F引＜F向
F引＞F向
M
m
A
F引=F向
离心运动
近心运动
匀速圆周运动
变轨原理
高轨卫星的发射
第一次加速
第二次加速
vp
v3
1
v1
vQ
减速，vQ>vP
2
3
θ＞900
v
F引
加速vQ>v1
加速v3>vP
切点Q
切点P
一、卫星变轨
1
2
3
P
Q
1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道
O
1 轨道的Q点，点火加速，到达 2 轨道；
2 轨道的P点，再点火加速，到达 3 轨道；
2 椭圆轨道：
1、3 圆轨道：
综上：
变轨点
变轨点
开普勒第二定律
比较速度关系
离心运动：
一、卫星变轨
1
2
3
P
Q
O
变轨点
变轨点
开普勒第三定律：
比较周期关系
椭圆轨道：
圆轨道：
（比较半径）
（比较半长轴）
综上：
1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道
一、卫星变轨
1
2
3
P
Q
O
变轨点
变轨点
比较加速度关系
1、3 圆轨道：
1、2 轨道的Q为同一个点：
2、3 轨道的P为同一个点：
综上：
1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道
卫星的回收
一、卫星变轨
1．判断卫星在不同圆轨道的运行速度大小时，
可根据“越远越慢”的规律判断；
2．判断卫星在同一椭圆轨道上不同点的速度大小时，可根据开普勒第二定律判断，即离中心天体越远，速度越小；
3．判断卫星为实现变轨在某点需要加速还是减速时，可根据离心运动或近心运动的条件进行分析；
4．判断卫星的加速度大小时，可根据 判断．
判断卫星变轨时速度、加速度变化情况
A.沿轨道Ⅰ运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道Ⅱ
B.沿轨道Ⅰ运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期
C.沿轨道Ⅰ运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度
D.在轨道Ⅰ上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大
一、卫星变轨
例1. 2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道Ⅰ上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道Ⅱ.在圆形轨道Ⅱ上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚．对于该过程，下列说法正确的是(图中A点为近日点)(　　)
B
A.在P点由a轨道转变到b轨道时，速度必须变小
B.在Q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
一、卫星变轨
例2. (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(　 　)
CD

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