同步卫星及变轨问题
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同步卫星及变轨问题
-
一、地球同步卫星
1、什么是地球同步卫星
指在轨道上跟地球自转同步，相对地面静止的 卫星，因此也叫静止轨道卫星，这一类卫星通 常用作传递通讯信号，所以也叫通讯卫星。
2、地球同步卫星的特点
（1）绕行方向与地球自转方向相同 （2）绕行周期与地球自转周期相同T=24h ,角速度也相同 （3）卫星轨道必须定点在赤道的正上方，轨道平面与赤 道平面重合，距地面高度h＝36000km （4）所有同步卫星的运动参数都相同，有唯一确定的值
C． r2<r1 v1<v2 T1<T2
D．卫星变轨过程中机械能减小，动能增大
-
课堂练习
1、据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕 月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约 为200km和100km，运行速率分别为v1和v2。 那么，v1和v2的比值为（月球半径取1700km）
A 19
B 18
C 18 D 19
运动。则有（ ABC ）
v3 Q
v1 Ⅰ Ⅱ
Ⅲ
P v2
A v2>v1>v4>v3
B 卫星在转移轨道上的周期小于24h
C 卫星在近地轨道及转移轨道上经过P点时的加速度相等 D 卫星在同步轨道及转移轨道上- 经过Q点时所需的向心力相等
-
3、同步卫星的处理方法： F向＝F引
例如：计算同步卫星的轨道高度h (周期T已知)
m 4 T 22(Rh)G(R M h)2m h3G 4M 2R T
代入数据可得：h＝36000km 确定了轨道高度后，便可由F向＝F引列式 确定线速度、角速度了
-
4、同步卫星的发射
Q
1
P
3
2
同步卫星发射模拟
思考1：同步卫星是高轨 道卫星，发射时采用了 变轨发射，其变轨的原 理实际上是用了什么原 理？由此可知 卫星回收 的过程如何呢？
根据上述信息判断下列说法的正误：
√A 卫星由停泊轨道进入地月转移轨道要在近地点经过 多次加速才行
√B 卫星由月球捕获轨道进入工作轨道要在近月点经 过多次减速才行
C 卫星在停泊轨道上的运行速度大于地球的第一宇 宙速度
√D 卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为 a b
E 卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为 b
-
课堂练习
3、发射同步卫星时，通常先将卫星发
送到近地轨道Ⅰ，使其绕地球做匀速
圆周运动，速率为v1，第一次在P点点 火加速，在短时间内将速率由v1增加
v4
到v2，使卫星进入椭圆形的转移轨道
Ⅱ；卫星运行到远地点Q时的速率为
v3，此时进行第二次点火加速，在短
时间内将速率由v3增加到v4，使卫星
进入同步轨道Ⅲ，绕地球做匀速圆周
a
-
2、其它变轨问题——渐变
例：某人造卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地 球运转的轨道会慢慢改变。每次测量中卫星的运动均 可近似看作圆周运动，某次测量卫星的轨道半径为r1， 后来变为r2，以v1、v2表示卫星在这两个轨道上的线 速度大小，T1、T2表示卫星在这两个轨道上绕地球运 动的周期，则（ A）D A．卫星做向心 运动 B．卫星做离心运动
18
19
19
18
答案：C
-
课堂练习
2、我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并 实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行， 后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成 高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行 周期约为90分钟。下列判断正确的是（B C ）
A．飞船变轨前后的速度相等 B．飞船在圆轨道上时所需的向心力大于在椭 圆轨道远地点的向心力 C．飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步 卫星运动的角速度 D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速 度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度
思考2：
（1）比较 v1p、 v2p、 v2Q、 v3Q的大小
（2）比较T1、T2、T3的大小
（3）比较a1p与a2p ;a2p与a2Q ;an1p与an2p ; a1与a3
-
二、其它卫星的变轨问题
1、嫦娥卫星发射中的变轨——突变
1
2
地月转 移轨道
月球 捕获 轨道
来自百度文库
已知：地球和月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道 1与工作轨道2的半径之比为b，卫星在这两个轨道上 都看成做匀速圆周运动 -
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一、地球同步卫星
1、什么是地球同步卫星
指在轨道上跟地球自转同步，相对地面静止的 卫星，因此也叫静止轨道卫星，这一类卫星通 常用作传递通讯信号，所以也叫通讯卫星。
2、地球同步卫星的特点
（1）绕行方向与地球自转方向相同 （2）绕行周期与地球自转周期相同T=24h ,角速度也相同 （3）卫星轨道必须定点在赤道的正上方，轨道平面与赤 道平面重合，距地面高度h＝36000km （4）所有同步卫星的运动参数都相同，有唯一确定的值
C． r2<r1 v1<v2 T1<T2
D．卫星变轨过程中机械能减小，动能增大
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课堂练习
1、据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕 月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约 为200km和100km，运行速率分别为v1和v2。 那么，v1和v2的比值为（月球半径取1700km）
A 19
B 18
C 18 D 19
运动。则有（ ABC ）
v3 Q
v1 Ⅰ Ⅱ
Ⅲ
P v2
A v2>v1>v4>v3
B 卫星在转移轨道上的周期小于24h
C 卫星在近地轨道及转移轨道上经过P点时的加速度相等 D 卫星在同步轨道及转移轨道上- 经过Q点时所需的向心力相等
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3、同步卫星的处理方法： F向＝F引
例如：计算同步卫星的轨道高度h (周期T已知)
m 4 T 22(Rh)G(R M h)2m h3G 4M 2R T
代入数据可得：h＝36000km 确定了轨道高度后，便可由F向＝F引列式 确定线速度、角速度了
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4、同步卫星的发射
Q
1
P
3
2
同步卫星发射模拟
思考1：同步卫星是高轨 道卫星，发射时采用了 变轨发射，其变轨的原 理实际上是用了什么原 理？由此可知 卫星回收 的过程如何呢？
根据上述信息判断下列说法的正误：
√A 卫星由停泊轨道进入地月转移轨道要在近地点经过 多次加速才行
√B 卫星由月球捕获轨道进入工作轨道要在近月点经 过多次减速才行
C 卫星在停泊轨道上的运行速度大于地球的第一宇 宙速度
√D 卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为 a b
E 卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为 b
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课堂练习
3、发射同步卫星时，通常先将卫星发
送到近地轨道Ⅰ，使其绕地球做匀速
圆周运动，速率为v1，第一次在P点点 火加速，在短时间内将速率由v1增加
v4
到v2，使卫星进入椭圆形的转移轨道
Ⅱ；卫星运行到远地点Q时的速率为
v3，此时进行第二次点火加速，在短
时间内将速率由v3增加到v4，使卫星
进入同步轨道Ⅲ，绕地球做匀速圆周
a
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2、其它变轨问题——渐变
例：某人造卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地 球运转的轨道会慢慢改变。每次测量中卫星的运动均 可近似看作圆周运动，某次测量卫星的轨道半径为r1， 后来变为r2，以v1、v2表示卫星在这两个轨道上的线 速度大小，T1、T2表示卫星在这两个轨道上绕地球运 动的周期，则（ A）D A．卫星做向心 运动 B．卫星做离心运动
18
19
19
18
答案：C
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课堂练习
2、我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并 实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行， 后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成 高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行 周期约为90分钟。下列判断正确的是（B C ）
A．飞船变轨前后的速度相等 B．飞船在圆轨道上时所需的向心力大于在椭 圆轨道远地点的向心力 C．飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步 卫星运动的角速度 D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速 度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度
思考2：
（1）比较 v1p、 v2p、 v2Q、 v3Q的大小
（2）比较T1、T2、T3的大小
（3）比较a1p与a2p ;a2p与a2Q ;an1p与an2p ; a1与a3
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二、其它卫星的变轨问题
1、嫦娥卫星发射中的变轨——突变
1
2
地月转 移轨道
月球 捕获 轨道
来自百度文库
已知：地球和月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道 1与工作轨道2的半径之比为b，卫星在这两个轨道上 都看成做匀速圆周运动 -