近地卫星同步卫星卫星变轨

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高考物理(热点题型全突破)专题 3 三种特殊的卫星及卫星的变轨问题天体的追击相遇问题(含解析)

专题5.3 三种特殊的卫星及卫星的变轨问题、天体的追击相遇问题一、近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题1．近地卫星、同步卫星、赤道上的物体的比较比较内容赤道表面的物体近地卫星同步卫星向心力来源万有引力的分力万有引力向心力方向指向地心重力与万有引力的关系重力略小于万有引力重力等于万有引力线速度v1＝ω1R v2＝GMRv3＝ω3(R＋h)＝GMR＋hv1＜v3＜v2(v2为第一宇宙速度)角速度ω1＝ω自ω2＝GMR3ω3＝ω自＝GMR＋h3ω1＝ω3＜ω2向心加速度a1＝ω21R a2＝ω22R＝GMR2a3＝ω23(R＋h) ＝GMR＋h2a1＜a3＜a2卫星的轨道半径r是指卫星绕天体做匀速圆周运动的半径，与天体半径R的关系为r＝R＋h(h为卫星距离天体表面的高度)，当卫星贴近天体表面运动(h≈0)时，可认为两者相等。

【示例1】(多选)如图，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。

设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则( )A．v1＞v2＞v3B．v1＜v3＜v2C．a1＞a2＞a3D．a1＜a3＜a2【答案】BD【解析】由题意可知：山丘与同步卫星角速度、周期相同，由v＝ωr，a＝ω2r可知v1＜v3、a1＜a3；对同步卫星和近地资源卫星来说，满足v ＝GM r 、a ＝GMr2，可知v 3＜v 2、a 3＜a 2。

故选项B 、D 正确。

【示例2】(多选)同步卫星离地心距离为r ，运行速率为v 1，加速度为a 1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2，第一宇宙速度为v 2，地球的半径为R ，则下列比值正确的是( )A.a 1a 2＝rRB.a 1a 2＝r 2R2 C.v 1v 2＝r R D.v 1v 2＝R r【答案】： AD【示例3】(2016·四川理综·3)国务院批复，自20XX 年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km ，远地点高度约为2 060 km ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km 的地球同步轨道上.设东方红一号在远地点的加速度为a 1，东方红二号的加速度为a 2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a 3，则a 1、a 2、a 3的大小关系为( ) A.a 2＞a 1＞a 3 B.a 3＞a 2＞a 1 C.a 3＞a 1＞a 2 D.a 1＞a 2＞a 3【答案】 D【解析】由于东方红二号卫星是同步卫星，则其角速度和赤道上的物体角速度相等，根据a ＝ω2r ，r 2>r 3，则a 2>a 3；由万有引力定律和牛顿第二定律得，G Mmr2＝ma ，由题目中数据可以得出，r 1<r 2，则a 2<a 1；综合以上分析有，a 1>a 2>a 3，选项D 正确.【示例4】．有a 、b 、c 、d 四颗地球卫星，a 在地球赤道上未发射，b 在地面附近近地轨道上正常运动，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有( )A ．a 的向心力由重力提供B ．c 在4 h 内转过的圆心角是π6C ．b 在相同时间内转过的弧长最长D ．d 的运动周期有可能是20 h 【答案】 C二、卫星的变轨问题 1．三种情境2．变轨问题的三点注意(1)航天器变轨时半径的变化，根据万有引力和所需向心力的大小关系判断；稳定在新轨道上的运行速度变化由v ＝GMr判断。

两种特殊卫星-同步卫星和近地卫星-高中物理

两种特殊卫星（1）近地卫星：沿半径约为地球半径的轨道运行的地球卫星，其发射速度与环绕速度相等，均等于第一宇宙速度。

（2）同步卫星：运行时相对地面静止，T=24h；同步卫星只有一条运行轨道，它一定位于赤道正上方，且距离地面高度约为h≈3.6×104km，运行时的速率υ≈3.1km/s。

同步卫星是指运行期与地球自转周期相等的地球卫星．这里所说的“静止”是相对地球静止．同步卫星只能处于赤道面上．如图所示，若同步卫星位于赤道平面的上方或下方，则地球对它的万有引力F a或F b的一个分力F a1或F b1是它环绕地球的向心力，另一个分F a2或F b2将使卫星向赤道平面运动．这样，同步卫星在环绕地球运动的同时，将会在赤道附近振动，从而卫星与地球不能同步．因此同步卫星的周期等于地球自转的周期是一定的，所以同步卫星离地面的高度也是一定的．（10全国卷2）21．已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。

若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为A．6小时 B. 12小时 C. 24小时 D. 36小时（10天津卷）6.探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比A.轨道半径变小B.向心加速度变小C.线速度变小D.角速度变小（09年广东物理）5．发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。

发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图这样选址的优点是，在赤道附近A．地球的引力较大B．地球自转线速度较大C．重力加速度较大D．地球自转角速度较大（09年广东理科基础）11．宇宙飞船在半径为R。

的轨道上运行，变轨后的半径为R2，R1>R2。

宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的A．线速度变小B．角速度变小C．周期变大D．向心加速度变大（09年安徽卷）15. 2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞。

卫星变轨道知识点总结

卫星变轨道知识点总结一、卫星轨道类型卫星的轨道类型可以分为地球同步轨道、地球近地轨道和地球远地轨道。

地球同步轨道是指卫星的周期与地球自转周期相等，卫星在轨道上的位置相对地面是固定不变的。

地球近地轨道是指卫星距离地球较近的轨道，周期一般在90分钟至2小时之间。

地球远地轨道是指卫星距离地球较远的轨道，周期一般在24小时以上。

二、卫星变轨原理卫星变轨的基本原理是改变卫星的速度和轨道参数，使得卫星能够从一个轨道转移到另一个轨道。

卫星的速度和轨道参数受到地球引力和大气阻力的影响，因此变轨过程需要考虑这些因素的影响。

三、卫星变轨方法卫星变轨的方法包括化学推进变轨、电推进变轨和引力辅助变轨等几种。

1. 化学推进变轨化学推进变轨是指利用化学推进剂发动机改变卫星速度和轨道参数的方法。

化学推进剂发动机通常包括固体火箭发动机和液体火箭发动机两种类型。

固体火箭发动机具有结构简单、可靠性高的特点，适合用于小型卫星的变轨任务；液体火箭发动机具有推力大、比冲高的特点，适合用于大型卫星的变轨任务。

2. 电推进变轨电推进变轨是指利用电推进系统改变卫星速度和轨道参数的方法。

电推进系统包括离子推进系统、霍尔效应推进系统和电弧推进系统等多种类型。

电推进系统具有推力小、比冲高的特点，适合用于长期变轨任务和精准变轨任务。

3. 引力辅助变轨引力辅助变轨是指利用其他天体的引力场改变卫星速度和轨道参数的方法。

引力辅助变轨包括飞越引力辅助和施耐德变轨等几种类型。

引力辅助变轨具有成本低、能耗小的特点，适合用于长期变轨任务和大幅度变轨任务。

四、卫星变轨关键技术卫星变轨的关键技术包括精密轨道测量、轨道设计与规划、推进系统设计与控制等多个方面。

1. 精密轨道测量精密轨道测量是指利用地面测量设备和卫星测量设备对卫星的轨道进行精密测量和监测的技术。

精密轨道测量能够提供准确的轨道数据和轨道状态信息，为卫星变轨提供重要的参考依据。

2. 轨道设计与规划轨道设计与规划是指根据卫星任务需求和轨道参数对卫星的轨道进行设计和规划的技术。

卫星的变轨Microsoft Word 文档 (2)

卫星的可能轨道及卫星的变轨自主学习：1、卫星的可能轨道：2、近地卫星所谓近地卫星,是指卫星的运行轨道半径等于地球的 ,卫星做匀速圆周运动的向心力由提供.它的运行速度为第一宇宙速度,也是卫星的环绕速度.3.地球同步卫星的六个一定①位置一定(必须位于地球赤道的上空)地球同步卫星绕地球旋转的轨道平面一定与地球的赤道面 .②周期(T)一定a.同步卫星的运行方向与地球方向一致.b.同步卫星的运转与地球自转周期相同,T=24 h.③角速度(ω)一定由公式t ϕω=得，地球同步卫星的角速度2Tπω=,因为T 恒定，π为常数，故ω也一定. ④向心加速度(a)大小一定地球同步卫星的向心加速度为a,则由牛顿第二定律和万有引力定律得 ⑤距离地球表面的高度(h)一定由于万有引力提供向心力，则在ω一定的条件下，同步卫星的高度不具有任意性,而是唯一定的.根据()()22Mm G m R h h R R 35800 km.R h ω=+===+得 ⑥环绕速率一定在轨道半径一定的条件下,同步卫星的环绕速率也一定,且为2v R g R h==+ 4、回顾双星模型：5、卫星的变轨运行分析：课堂探究1、如右图所示，圆a 的圆心在地球自转的轴在线，圆b\,c\,d的圆心均在地球的地心上，对绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星而言，下列说法错误的是( )A.卫星的轨道可能为aB.同步卫星的轨道只能为bC.卫星的轨道可能为cD.卫星的轨道可能为d223222242GT h M h T m h Mm G ππ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=得变式训练：地球上有两位相距非常远的天文观测者,在夜晚都发现自己正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动,则这两位观测者的位置及两颗人造地球卫星到地球的距离可能是（）A. 一人在南极另一个人在北极,两卫星到地球中心的距离一定相等B. 一人在南极另一个人在北极,两卫星到地球中心的距离成整数倍C. 两个人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离一定相等D. 两个人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离可以不相等例2、2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。

高中物理卫星变轨问题

作业：
C 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 D 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
p
1 23 Q
❖ 卫星变轨
练习如图所示;a b c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗
人造卫星;下列说法正确的是：
A b c的线速度大小相等;且大于a的线速度 B b c的向心加速度大小相等;且大于a的向心加速度 C c加速可追上同一轨道上的b;b减速可等到同一轨道上的c D a卫星由于某种原因;轨道半径缓慢减小;其线速度将变小
卫星在圆轨道运行速度
V1
R
1
2
V2
mv12 r
G
Mm r2
F引
θ＞900
v 减小
卫星变轨原理
r
v3
F引
椭圆mv32 r
GMr2m
使
卫
星
进
v4
入
更
v3
高
轨
道
做
圆
周
运动
使卫星 v4，加m 使速 r42v到 GM r2 m
卫星的回收
❖ 卫星变轨
卫星如何变轨以发射同步卫星为例;先进入一
专题万有引力定律的应用
1 卫星比较问题 2 卫星变轨问题
两颗人造地球卫星;都在圆形轨道上运行;它们的质量相等;轨道半径不同;比较它们的向心加速度an 线速度v 角速度ω 周期T
地球
计算中心天体的质量M 密度ρ
1某星体m围绕中心天体M做圆周运动的周期为T;圆周运动
的轨道半径为r
M
4 2r3
练习发射地球同步卫星时;先将卫星发射至近地圆轨道1;然后

宇宙航行专题：人造卫星、变轨、对接问题

一、地球同步卫星在地球的周围有许许多多的卫星，其中有一种很特别的卫星，它总是相对于地球的一个固定位置保持相对静止，这种卫星就是地球同步卫星。

1、简单介绍地球同步卫星同步卫星环绕地球的周期与地球自转的周期相同；相对于地面静止，从地球上看它总在某地的正上方，因此叫做地球同步卫星。

2、同步卫星的周期和角速度与地球具有相同的周期和角速度，地球同步卫星的周期T=24h 。

提出疑问：既然是相对于地球某地保持静止，那么在太原的上空有没有地球同步卫星与我们保持相对静止、守护着我们呢？3、地球同步卫星的轨道若同步卫星始终在太原的正上方，则运行轨迹为一水平的圆圈，受力如B 所示。

在太原上方的同步卫星受到什么力的作用呢？万有引力。

根据效果分解万有引力，得到两个分力21F F 和，分力1F 充当向心力，另一分力2F 没有力与其平衡，所以卫星将在分力2F 的作用下向赤道运动，不能保持相对太原保持静止。

这与同步卫星的定义不符，所以看来同步卫星不能存在于地球任意位置上空，那它应该在哪里呢？我们发现如果某一位置2F 不存在，即万有引力完全提供向心力1F 时，是不是这个卫星就可以与地面保持相对静止了？那你能在地球上找到这一位置吗？对了，就在：赤道平面距地一定高度的轨道上。

4、地球同步卫星的轨道高度我们已经知道地球同步卫星的周期和实际的轨道，若地球质量为M ，地球半径为R ，周期为T ，能否利用这些条件计算出地球同步卫星距离地面的高度？解：忽略地球自转，万有引力完全充当向心力，则：()h 4m )h (m 222+=+R TR M G π R GMT-=3224h π 其中G 、M 、T 、R 都是定值那么可得出结论：同步卫星距地面的高度也是一定的。

地球同步卫星的轨道高度大约是地球半径的六倍，约为36000km 。

5、地球同步卫星速率由上面已经推出的地球同步卫星的轨道半径和周期，我们来推导地球同步卫星的速率。

速率Trv π2=，对于地球同步卫星来说，轨道半径和周期一定，那么其速率为定值。

近地卫星同步卫星卫星变轨共20页文档

近地卫星同步卫星卫星变轨
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的，但是为了生存，我们不得不为自己编织一个笼子，然后把自己关在里面。 ——博莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时间再长，也还是没有制约力的。— —爱·科克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马克罗维乌斯
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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29、在一切能够接受法律支配的人类的状态中，哪里没有法律，那里就没有自由。— —洛克

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30、风俗可以造就法律，也可以废除法律。 ——塞·约翰逊
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰

专题强化训练二卫星(近地、同步、极地)的宇宙航行运动规律与变轨问题

专题强化训练二：卫星（近地、同步、极地）的宇宙航行运动规律与变轨问题技巧归纳：人造卫星的变轨问题1.变轨问题概述 (1)稳定运行卫星绕天体稳定运行时，万有引力提供了卫星做圆周运动的向心力，即G Mmr 2＝m v 2r .(2)变轨运行卫星变轨时，先是线速度大小v 发生变化导致需要的向心力发生变化，进而使轨道半径r 发生变化.①当卫星减速时，卫星所需的向心力F 向＝m v 2r 减小，万有引力大于所需的向心力，卫星将做近心运动，向低轨道变轨.②当卫星加速时，卫星所需的向心力F 向＝m v 2r 增大，万有引力不足以提供卫星所需的向心力，卫星将做离心运动，向高轨道变轨. 2.实例分析 (1)飞船对接问题①低轨道飞船与高轨道空间站对接时，让飞船合理地加速，使飞船沿椭圆轨道做离心运动，追上高轨道空间站完成对接(如图甲所示).②若飞船和空间站在同一轨道上，飞船加速时无法追上空间站，因为飞船加速时，将做离心运动，从而离开这个轨道.通常先使后面的飞船减速降低高度，再加速提升高度，通过适当控制，使飞船追上空间站时恰好具有相同的速度，如图乙所示.(2)卫星的发射、变轨问题如图发射卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，在Q 点点火加速做离心运动进入椭圆轨道2，在P 点点火加速，使其满足GMmr 2＝m v 2r，进入圆轨道3做圆周运动.一、单选题1．（2022·江苏省江都中学高三开学考试）据报道，一颗来自太阳系外的彗星擦火星而过。

如图所示，设火星绕太阳在圆轨道上运动，运动半径为r ，周期为T 。

该彗星在穿过太阳系时由于受到太阳的引力，轨道发生弯曲，彗星与火星在圆轨道的A 点“擦肩而过”。

已知万有引力常量G ，则（）A．可计算出火星的质量B．可计算出彗星经过A点时受到的引力C．可确定太阳分别对彗星和火星的引力在A点产生的加速度相等D．可确定彗星在A点的速度大小为2r vTπ=2．（2022·云南·昆明一中模拟预测）随着“嫦娥奔月”梦想的实现，我国不断刷新深空探测的“中国高度”。

同步卫星及变轨问题

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 v4 火加速，在短时间内将速率由v1增加到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，绕地球做匀速圆周运动。则有（ ABC ） A
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）
19 A 18
B
18 19
C
18 D 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
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
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)

卫星变轨的举例

卫星变轨的举例
卫星变轨是通过对卫星进行控制，以改变其在太空中的运行轨道。

这技术的本质是以力的方式改变卫星的速度和角度，以达到预定的航线要求。

在运行轨道变更时，它可以有效地改变卫星的运行轨道，在大多数情况下，变轨操作是由运营商完成的。

下面，我们将着重介绍一些典型的卫星变轨的举例。

首先，有近地轨道(LEO)变轨。

近地轨道变轨是指使用轨道控制
器对近地轨道卫星进行操作，以使其轨道高度平均增加数百公里，并使卫星处于不同的运行航线。

这种变轨技术是全球定位系统(GPS)等
空间应用服务的重要基础。

其次，有中地轨道(MEO)变轨。

中地轨道变轨是指对中地轨道卫
星进行操作，以改变其轨道角度，以使其在一定的方向上平稳地运行。

这种变轨技术主要应用于地球观测卫星，可以实现多个空间器的同步作业。

另外，有高地轨道(GEO)变轨。

这种变轨技术是将卫星从一个高
地轨道定位到另一个高地轨道定位，以改善卫星的运行效率，或者便于与接收器进行良好的通信互动。

最后，有轨道管理变轨。

这种变轨技术主要用于弥补卫星在轨道运行中的正常损失，以维持其正常状态。

此外，也可以通过轨道管理变轨技术来改善卫星的效率，提高其空间活动能力。

以上就是卫星变轨的几个典型举例。

从例子中可以看出，卫星变轨技术对空间技术发展起着重要作用，特别是对远距离作业和复杂航
线要求的实施，卫星变轨技术是必不可少的。

因此，卫星变轨技术非常重要，可以说是空间技术发展的关键。

卫星变轨是如何实现的原理

卫星变轨是如何实现的原理
卫星变轨实现的原理主要有以下几种方法：
1. 推进剂变轨：卫星上搭载了推进剂系统，通过喷出推进剂产生的反冲力来改变卫星的速度和轨道高度。

这种方法需要消耗大量的推进剂，通常用于低地球轨道(Low Earth Orbit, LEO)的卫星，如通信卫星、气象卫星等。

2. 重力助推：利用地球或其他行星的重力场，使得卫星通过近距离接近行星的引力效应而改变轨道，实现变轨效果。

这种方法通常用于太阳同步轨道(Sun-Synchronous Orbit, SSO)的卫星，如地球观测卫星、环境监测卫星等。

3. 帆板变轨：卫星上搭载帆翼或帆板，通过光子的动量传递产生微小的推力，从而改变卫星的速度和轨道。

这种方法通常用于太阳同步轨道
(Sun-Synchronous Orbit, SSO)的卫星。

4. 刹车燃烧：对于太阳同步轨道(Sun-Synchronous Orbit, SSO)的卫星，为了实现卫星的再入大气层并最终坠入海洋的安全处置，需要进行刹车燃烧。

刹车燃烧通过点火推进剂，产生反向推力，使得卫星进入大气层并逐渐降低速度和轨道高度。

这些方法可以单独使用或者结合使用，根据卫星的任务需求和目标轨道来确定使用哪种方法。

宇宙航行课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

4、2个不定：F、m
题组二同步卫星题4 2015年12月29日，“高分四号”卫星升空。这是我国“高分”专项首颗高轨道、高分辨率的光学遥感卫星，也是世界上空间分辨率很高、幅宽很大的地球同步轨道遥感卫星。下列关于“高分四号”地球同步卫星的说法中正确的是（） A．该卫星定点在北京上空 B．该卫星定点在赤道上空 C．它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍 D．它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小
对于P、Q两个点加速度不变，万有引力不变
四、卫星变轨
3、三轨道的运行周期T： T1<T2<T3（高轨低速大周期）
题12［多选］设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在P 点经极短时间变速后的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在Q点经极短时间变速后进入同步轨道后的速率为v4。下列关系正确的是（ BCD ） A．v1<v3 B．v4<v1 C．v3<v4 D． v4<v2
M火 R地
v地
M地 R火
【答案】 C
12 = 2 。
91
3
四、卫星变轨
如图所示，四颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，方向均为逆时针方向。如果卫星3想追上卫星1，应该如何操作？
不能直接加速或减速，如果加速，则卫星做离心运动，会进入外层轨道；如果减速，则卫星做向心运动，会进入内层轨道。
故可以先加速后减速或先减速后加速
速度（速度更小发射不出去）速度（速度更大会飞出去）
2.卫星发射速度要大于7.9km/s
3.同步卫星环绕速度小于7.9kn/s
三、宇宙速度
2.第二宇宙速度（逃逸速度）
V2=11.2 km/s叫作第二宇宙速度 V2>11.2 km/s 逃离地球

近地卫星同步卫星卫星变轨

3颗同步卫星可实现全球覆盖
所以也叫通信卫星
为了卫星之间不互相干扰，大约3° 左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。
高考链接：2011山东理综第17题
甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是( AC )
当卫星分别在112233上正常运行时以下说法正确的是aa在轨道33上的速率大于11上的速率bb在轨道33上的角速度小于11上的角速度cc在轨道22上经过qq点时的速率等于在轨道33上经过qq点时的速率dd在轨道11上经过pp点时的加速度等于在轨道22上经过pp点时的加速度qpp231bd文档仅供参考如有不当之处请联系本人改正
（1）近地轨道Ⅰ上的速度大小；（2）远地点B距地面的高度。
2. 2007年10月24日“嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入绕地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：12小时椭圆轨道①→24小时椭圆轨道②→48小时椭圆轨道③→修正轨道④→ 地月转移轨道⑤。11月5日11时，当卫星经过距月球表面高度为h的A点时，再经三次变轨：12小时椭圆轨道⑥→3.5小时椭圆轨道⑦→最后进入周期为T的极月圆轨道⑧ ，如图所示（D ）
在低轨道上加速，使其沿椭
圆轨道运行，当行至椭圆轨
·
道的远点处时再次加速，即
可使其沿高轨道运行。
1、卫星在二轨道相切点 2、卫星在椭圆轨道运行
万有引力相同
速度—内小外大（切点看轨迹）近地点---速度大，远地点---速度小，
卫星变轨原理
使卫星加速到v 2 , 使
m v2 2 R
G
Mm R2
卫星在圆轨道运行速度

同步卫星和近地卫星

同步卫星和近地卫星近地卫星和同步卫星是两种常见的卫星类型，它们在航天领域有着不同的应用和特点。

近地卫星通常以低轨道运行，而同步卫星则以地球同步轨道运行。

本文将探讨近地卫星和同步卫星的区别、应用和技术特点。

近地卫星是指在距离地球较近的轨道上运行的卫星。

它们通常以低轨道（Low Earth Orbit，LEO）或中轨道（Medium Earth Orbit，MEO）运行。

近地卫星的高度一般在几百到一千公里之间。

近地卫星有很多不同的应用，包括遥感、天气预报、通信和导航等。

例如，近地卫星可以拍摄高分辨率的地球图像，用于地球资源管理和环境监测。

此外，近地卫星还可以提供全球通信和导航覆盖，比如全球定位系统（GPS）就是一种采用近地卫星系统来提供全球导航和定位服务的技术。

与近地卫星不同，同步卫星是指以地球同步轨道（Geostationary Orbit，GEO）运行的卫星。

地球同步轨道位于赤道上方，距离地球约3.6万公里。

同步卫星的特点是其运行速度与地球自转速度相同，因此从地球上观测，同步卫星看起来是静止不动的。

同步卫星通常用于通信和广播电视传输等应用。

由于同步卫星的位置相对固定，所以在接收信号时不需要频繁地调整天线方向。

这使得同步卫星成为广播电视信号传输的理想选择。

近地卫星和同步卫星在技术特点上也有很大的差异。

由于近地卫星的轨道高度较低，它们的运行速度较快。

这要求近地卫星系统需要更高的能源供应和更强的通信链路能力。

另外，近地卫星的轨道周期较短，每天大约绕地球运行数次，因此需要建立一个复杂的卫星网络来实现全球覆盖。

与之相比，同步卫星由于处于地球同步轨道，运行速度相对较慢，并且周期为一天。

它们的能源消耗和通信链路要求相对较低，但由于需要满足全球范围的通信需求，同步卫星系统需要更多的卫星数量。

总的来说，近地卫星和同步卫星是两种常见的卫星类型，它们在航天领域有着不同的应用和技术特点。

近地卫星通常以低轨道或中轨道运行，在遥感、天气预报、通信和导航等领域有广泛应用。

发射卫星变轨流程

发射卫星变轨流程
答案：
发射同步卫星的过程涉及多个步骤，其中变轨是关键环节之一。

变轨是指航天器在太空中利用喷射燃料或其他喷射物，从一个轨道进入另一个轨道的过程。

这个过程通常包括以下几个步骤：
近地圆轨道进入：首先，卫星被发射至一个近地的圆轨道，这是发射过程的起点。

第一次变轨：在近地轨道与椭圆轨道相切的A点（近地点），通过点火加速，使卫星进入椭圆转移轨道。

这一步是为了节省能量，沿着地球自转方向发射卫星，使其先到达近地圆轨道上。

进入椭圆转移轨道：卫星进入椭圆轨道后，会在远地点Q点再次变轨，进入同步圆轨道。

这一步是在椭圆轨道与圆形轨道相切的B点（远地点）进行的，通过再次点火加速进入圆形同步轨道。

同步轨道进入：最后，卫星通过上述步骤进入地球同步轨道，完成整个发射过程。

这个过程不仅涉及到物理学的原理，如万有引力和离心运动，还需要精确的计算和地面控制中心的协调。

通过这些步骤，卫星能够被准确地送入预定轨道，实现其科学或通信等任务。

此外，整个发射过程还需要考虑到多种因素，如地球的自转速度、卫星的质量、所需的燃料量等，以确保卫星能够稳定地在预定轨道上运行。

万有引力综合应用——原卷版高一物理同步讲义(人教版2019必修第二册)

第8讲万有引力综合应用模块一：天体运动的一般规律1．卫星变轨问题 (1)圆轨道上的稳定运行圆周运动：万有引力提供圆周运动向心力(球心间距等于轨道半径)2221222π===ω⎛⎫ ⎪⎝⎭m m v G m mr m r r r T(2)变轨运行分析椭圆运动：万有引力提供椭圆运动向心力(球心间距不等于轨道半径)①当v 增大时，所需向心力2v m r增大，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大，但卫星一旦进入新的轨道运行，由GMv r=速度要减小，但重力势能、机械能均增加．②当卫星的速度突然减小时，向心力2v m r 减小，即万有引力大于卫星所需的向心力，因此卫星将做向心运动，同样会脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，进入新轨道运行时由2v mr知运行速度将增大，但重力势能、机械能均减少．规律总结：(1)稳定在新轨道上的运行速度由GMv r=(2)卫星绕过不同轨道上的同一点(切点)时，其加速度大小关系可用2=GMmF ma r=比较得出． (3)卫星在不同轨道上的运行周期大小可以借助开普勒第三定律再结合半长轴比较得出． 2．卫星的追及和相遇问题两天体(行星、卫星或探测器)相遇，实际上是指两天体相距最近．若两环绕天体的运动轨道知识点碎片难度卫星变轨及追及问题★★★☆☆ 宇宙速度 ★★★☆☆ 同步卫星与近地卫星 ★★★☆☆ 计算中心天体的质量和密度★★★☆☆在同一平面内，则两环绕天体与中心体在同一直线上，且位于中心天体的同侧时相距最近．两环绕天体与中心天体在同一直线上，且位于中心天体的异侧时相距最远．设卫星1(离地球近些)与卫星2某时刻相距最近，如果经过时间t ，两卫星与地心连线半径转过的角度相差2π的整数倍，则两卫星又相距最近，即：()112221,2,3,t t n n ωωπ-==⋅⋅⋅；如果经过时间't ，两卫星与地心连线半径转过的角度相差π的奇数倍，则两卫星相距最远，即：()()112221π1,2,3,ωω-=-=⋅⋅⋅t t n n ．例1.★★☆☆☆2013年12月2日凌晨1时30分，嫦娥三号月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空．这是继07年嫦娥一号、10年嫦娥二号之后，我国发射的第3颗月球探测器，也是首颗月球软着陆探测器．嫦娥三号携带有一台无人月球车，重3吨多，是我国设计最复杂的航天器．如图所示为其飞行轨道示意图，则下列说法正确的是( )A ．嫦娥三号的发射速度应该大于11.2 km/sB ．嫦娥三号在环月轨道1上P 点的加速度大于在环月轨道2上P 点的加速度C ．嫦娥三号在环月轨道2上运行周期比在环月轨道1上运行周期小D ．嫦娥三号在下降段中一直处于完全失重状态练1-1.★★☆☆☆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，如图所示．则以下说法不正确的是( )A ．要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在椭圆轨道2的近地点Q 和远地点P 分别点火加速一次B ．由于卫星由圆轨道l 送入圆轨道3被点火加速两次，则卫星在圆轨道3上正常运行速度要大于在圆轨道l 上正常运行的速度C ．卫星在椭圆轨道2上的近地点Q 的速度一定大于7.9 km/s ，而在远地点P 的速度一定小于7.9 km/sD ．卫星在椭圆轨道2上经过P 点时的加速度等于它在圆轨道3上经过P 点时的加速度练1-2.★★★☆☆如图所示，搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100 km 、周期为118 min 的工作轨道，开始对月球进行探测，则( ) A ．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度大B ．卫星在轨道Ⅲ上经过P 点的加速度速度与在轨道 II 上经过P 点时的加速度相等C ．卫星在轨道Ⅲ上运行周期比在轨道Ⅰ上大D ．卫星在轨道Ⅲ上经过P 点的速度比在轨道Ⅰ上经过P 点时的大例2.★★★☆☆如图所示，A 为太阳系中的天王星，它绕太阳O 运行可视为做轨道半径为R 0，周期为T 0的匀速圆周运动．天文学家经长期观测发现，天王星实际运动的轨道与圆轨道总有一些偏离，且每隔t 0时间发生一次最大偏离，形成这种现象的原因是天王星外侧还存在着另一颗行星B ，假设行星B 与A 在同一平面内，且与A 的绕行方向相同，绕O 作匀速圆周运动，它对天王星的万有引力导致了天王星轨道的偏离，由此可推测行星B 的运动轨道半径是( ) A ．R 000t t T - B ．R 03000()t t T - C ．R 020030()t T t - D ．R 020300()t t T -练2-1.★★★☆☆甲，乙两颗人造卫星在同一平面内沿同一方向做匀速圆周运动，甲卫星距离地面的高度是地球半径的12，乙卫星距离地面的高度是地球半径的5倍．某时刻两卫星相距最近，问：经过多少个乙卫星做圆周运动的周期，两卫星第一次相距最远？练2-2.★★★☆☆“行星冲日”是指当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间且三者排成一条直线的天文现象．2014年4月9日发生了火星冲日的现象．已知火星和地球绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，公转轨道半径为地球的1.5倍，以下说法正确的是()A．火星的公转周期比地球大B．火星的运行速度比地球大C．每年都会出现火星冲日现象D．2015年一定会出现火星冲日现象模块二：双星及多星问题1．双星模型在天体运动中，将两颗彼此相距较近且在相互之间万有引力作用下，绕两者连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动的行星称为双星．模型特点如图所示为质量分别是m 1和m 2的两颗相距较近的恒星。

卫星变轨解决方案(3篇)

第1篇一、引言随着全球卫星通信、遥感、导航等领域的快速发展，卫星数量逐年增加。

然而，卫星在轨道上运行时，受到地球引力、大气阻力等因素的影响，轨道高度会逐渐降低，甚至发生碰撞。

为了确保卫星的正常运行，延长卫星使用寿命，实现卫星资源的合理利用，卫星变轨技术应运而生。

本文将针对卫星变轨问题，提出一系列解决方案。

二、卫星变轨的背景及意义1. 背景介绍卫星变轨是指通过改变卫星的速度和轨道高度，使其在预定轨道上正常运行的技术。

卫星变轨技术主要包括轨道机动、轨道提升和轨道调整等三个方面。

（1）轨道机动：在卫星发射后，为了调整卫星轨道，使其满足任务需求，需要进行轨道机动。

（2）轨道提升：当卫星轨道高度降低到一定程度时，需要通过轨道提升技术将其恢复到预定轨道。

（3）轨道调整：在卫星运行过程中，由于各种因素影响，卫星轨道可能会发生偏移，需要进行轨道调整。

2. 意义（1）延长卫星使用寿命：通过卫星变轨，可以避免卫星因轨道高度降低而导致的碰撞，延长卫星使用寿命。

（2）提高卫星资源利用率：通过卫星变轨，可以实现卫星资源的合理分配，提高卫星资源利用率。

（3）满足任务需求：卫星变轨技术可以满足不同任务对卫星轨道的需求，提高卫星任务成功率。

三、卫星变轨解决方案1. 轨道机动（1）火箭助推：通过火箭助推，改变卫星的速度和轨道，实现轨道机动。

（2）化学推进：利用化学推进剂，通过喷气发动机产生推力，改变卫星速度和轨道。

（3）电推进：利用电推进技术，通过电场和磁场产生的推力，改变卫星速度和轨道。

2. 轨道提升（1）火箭助推：通过火箭助推，将卫星从低轨道提升到高轨道。

（2）太阳能帆板：利用太阳能帆板产生的推力，将卫星从低轨道提升到高轨道。

（3）离子推进：利用离子推进技术，通过电场加速离子，产生推力，将卫星从低轨道提升到高轨道。

3. 轨道调整（1）火箭助推：通过火箭助推，调整卫星轨道，使其满足任务需求。

（2）化学推进：利用化学推进剂，通过喷气发动机产生推力，调整卫星轨道。

卫星轨道的分类

卫星轨道的分类随着科技的不断进步，卫星在人类社会中扮演着越来越重要的角色。

卫星轨道的分类是卫星运行和通信的基础，对于我们更好地利用卫星资源具有重要意义。

根据卫星运行的方式和特点，可以将卫星轨道分为地球同步轨道、近地轨道、高度椭圆轨道和静止轨道等几种类型。

地球同步轨道是指卫星在轨道上的运行速度与地球自转速度相同，使卫星能够保持相对于地球某一点的固定位置。

地球同步轨道通常分为赤道静止轨道和倾斜静止轨道两种类型。

赤道静止轨道是指卫星在赤道上运行，高度约为 3.6万公里，这种轨道上的卫星能够固定在地球上某一点，广泛应用于通信、气象监测和地球资源调查等领域。

而倾斜静止轨道则是指卫星在地球上的某一点运行，高度和轨道倾角都有所不同，主要用于卫星导航和遥感等应用。

近地轨道是指卫星距离地球较近的轨道，通常高度在几百公里到几千公里之间。

近地轨道主要分为低地球轨道（LEO）和中地球轨道（MEO）两种类型。

低地球轨道的高度通常在500公里到2000公里之间，卫星在这种轨道上运行速度快，通信延迟小，适用于卫星导航、地球观测和通信等领域。

中地球轨道的高度在2000公里到35000公里之间，这种轨道的卫星运行速度较低，适用于卫星通信和导航等长距离传输应用。

高度椭圆轨道是指卫星在轨道上以地球为焦点运行，轨道形状呈椭圆状。

高度椭圆轨道的特点是卫星在不同位置上的速度和高度都不相同，这种轨道通常用于卫星地球观测、科学实验和军事侦察等领域。

静止轨道是指卫星在轨道上相对于地球静止不动，高度约为 3.6万公里。

静止轨道的卫星能够覆盖地球上大部分区域，适用于通信、广播、气象监测和地球资源调查等领域。

卫星轨道的分类根据卫星的运行方式和特点不同而各具特色，不同类型的卫星轨道适用于不同的应用领域。

随着科技的不断发展，卫星轨道的分类也将不断更新和完善，为人类社会的发展提供更加便利和高效的通信和数据传输服务。

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