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(共19张PPT)
4宇宙航行
一、变轨问题
例1．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点（如图），则当卫星分别在1，2，3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　 　）
A.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道１上的角速度
B.卫星在轨道2上的周期小于在轨道3上的周期
C.卫星在轨道2上经过P点的速度小于在轨道3上经过P点的速度
D.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
ABC
3
1
2
P
Q
一、变轨问题
一、变轨问题
火箭的运动轨迹
例1．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点（如图），则当卫星分别在1，2，3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　 　）
A.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道１上的角速度
B.卫星在轨道2上的周期小于在轨道3上的周期
C.卫星在轨道2上经过P点的速度小于在轨道3上经过P点的速度
D.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
ABC
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P
Q
一、变轨问题
1.小圆轨道1,匀速圆周运动,
2.Q点点火加速,离心运动, 圆轨道1椭圆轨道2
3.椭圆轨道2上QP, 速度减小,近地点Q速度最大,远地点P速度最小。
4.P点点火加速,离心运动,椭圆轨道2大圆轨道3。
5.大圆轨道3,匀速圆周运动,
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Q
例2．我国航天事业取得了举世瞩目的成绩，于2016年1月启动了火星探测计划。火星质量比地球质量小，假设将来人类登上火星考察后，乘坐宇宙飞船离开火星时，经历了如图所示的变轨过程：先将卫星发射至圆形轨道Ⅰ，稳定后经短时点火使其沿椭圆轨道Ⅱ运行，稳定后经再次短时点火使其沿椭圆轨道Ⅲ运行，轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相切于P点，Q为轨道Ⅱ上离火星最远的点（如图）。则当飞船正常运行时，下列说法正确的是（ ）
A.飞船以相同的轨道半径绕火星和绕地球运动，其周期相同
B.飞船在轨道Ⅰ上运动到P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动到P点的速度
C.飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度大小
D.飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度大小
BC
一、变轨问题
A.飞船以相同的轨道半径绕火星和绕地球运动，其周期相同
B.飞船在轨道Ⅰ上运动到P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动到P点的速度
C.飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度大小
D.飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度大小
,
B.P点点火加速,轨道1轨道2
C.P点点火加速,轨道2轨道3
,
例3．如图所示，发射远程弹道导弹，弹头脱离运载火箭后，在地球引力作用下，沿椭圆轨道飞行，击中地面目标B。C为椭圆轨道的远地点，距地面高度为h。已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G．关于弹头在C点处的速度v和加速度a，下列结论正确的是（ ）
B
一、变轨问题
一、变轨问题
例4．月球背面有许多秘密未能解开，原因在于我们无法从地球上直接观测到月球背面，为探测月球背面，我国计划于2018年12月发射“嫦娥四号”探测器，将实现人类首次月球背面着陆，并开展巡视探测。假设“嫦娥四号”探测器的发射过程简化如下：探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过M点时变轨进入距离月球表面100km的圆形轨道I，在轨道I上经过P点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，之后将在Q点着陆月球表面。下列说法正确的是（ ）
BD
A．“嫦娥四号”探测器的发射速度大于地球的第二宇宙速度
B．“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的速度小于月球的第一宇宙速度
C．“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的周期小于在轨道Ⅱ上的周期
D．“嫦娥四号”在地月转移轨道上经过M点的速度大于在轨道Ⅰ上经过M点的速度
二、宇宙速度
发射速度是7.9km/s,人造卫星直接进入近地圆轨道，成为近地卫星，绕地球做匀速圆周运动
7.9km/s称为第一宇宙速度
人造卫星离开炮口的速度称为发射速度
发射速度<7.9km/s，人造卫星做近心运动，变轨进入椭圆轨道，近地点在地球内部，发射失败。
发射速度>7.9km/s，人造卫星做离心运动，变轨进入椭圆轨道，发射速度越大，椭圆越长。
发射速度=11.2km/s，人造卫星一去不回头，永远离开地球，绕太阳运转。
11.2km/s称为第二宇宙速度
例4．月球背面有许多秘密未能解开，原因在于我们无法从地球上直接观测到月球背面，为探测月球背面，我国计划于2018年12月发射“嫦娥四号”探测器，将实现人类首次月球背面着陆，并开展巡视探测。假设“嫦娥四号”探测器的发射过程简化如下：探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过M点时变轨进入距离月球表面100km的圆形轨道I，在轨道I上经过P点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，之后将在Q点着陆月球表面。下列说法正确的是（ ）
BD
A．“嫦娥四号”探测器的发射速度大于地球的第二宇宙速度
B．“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的速度小于月球的第一宇宙速度
C．“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的周期小于在轨道Ⅱ上的周期
D．“嫦娥四号”在地月转移轨道上经过M点的速度大于在轨道Ⅰ上经过M点的速度
二、宇宙速度
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