一轮天体运动中的变轨对接追及相遇问题.pptx

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1、考点考点1.1.1.1.近地卫星、赤道上物体及同步卫星的区别与联系近地卫星、赤道上物体及同步卫星的区别与联系近地卫星近地卫星(r(r1 1、1 1、v v1 1、a a1 1)同步卫星同步卫星(r(r2 2、2 2、v v2 2、a a2 2)赤道赤道上随地球自转的物体上随地球自转的物体(r r3 3、3 3、v v3 3、a a3 3)向心力向心力万有引力万有引力万有引力万有引力万有引力的一个分力万有引力的一个分力轨道半径轨道半径r r2 2r r3 3r r1 1角速度角速度 故故1 12 2同步卫星的同步卫星的角速度与地球自角速度与地球自转角速度相同，故转角速度相同，故2 23 31 1

2、2 23 3线速度线速度 ，故故v v1 1v v2 2由由v vrr得得v v2 2v v3 3v v1 1v v2 2v v3 3向心加速向心加速度度 ，故故a a1 1a a2 2由由a a2 2r r得得a a2 2a a3 3a a1 1a a2 2a a3 3第1页/共14页1.(1.(多选多选)图中的图中的甲是地球赤道上的一个物体甲是地球赤道上的一个物体、乙是乙是“神舟六号神舟六号”宇宙飞船宇宙飞船(周期约周期约9090分钟分钟)、丙是地球的同步卫星丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有

3、关说法中正确的是速圆周运动。下列有关说法中正确的是(ADAD)A A它们运动的向心加速度大小关系是它们运动的向心加速度大小关系是a a乙乙a a丙丙a a甲甲B B它们运动的线速度大小关系是它们运动的线速度大小关系是v v乙乙v v丙丙v v甲甲C C已知甲运动的周期已知甲运动的周期T T甲甲24h24h，可计算出地球的密度，可计算出地球的密度D D已知乙运动的周期已知乙运动的周期T T乙乙及轨道半径及轨道半径r r乙乙，可计算出地球质量，可计算出地球质量第2页/共14页考点考点2.2.2.2.供需关系谈：卫星供需关系谈：卫星(航天器航天器)的变轨及对接问题的变轨及对接问题第3页/共14页1.

4、1.1.1.宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可采取最好的方法是追上轨道空间站，可采取最好的方法是(B B B B)A A A A飞船加速直到追上空间站，完成对接飞船加速直到追上空间站，完成对接B B B B飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接C C C C飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接D D D D无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对

5、接无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接第4页/共14页2.(2.(2.(2.(多选多选)某载人飞船运行的轨道示意图如图所示，飞船先沿椭圆轨道某载人飞船运行的轨道示意图如图所示，飞船先沿椭圆轨道1 1 1 1运行，近地点运行，近地点为为Q Q Q Q，远地点为，远地点为P P P P。当飞船经过点。当飞船经过点P P P P时点火加速，使飞船由椭圆轨道时点火加速，使飞船由椭圆轨道1 1 1 1转移到圆轨道转移到圆轨道2 2 2 2上上运行，运行，在圆轨道在圆轨道2 2 2 2上飞船运行周期约为上飞船运行周期约为90min90min90min90min。关于飞船的运行过程，下列说法中正确。关于

6、飞船的运行过程，下列说法中正确的是的是(BCD(BCD(BCD(BCD)A A A A飞船在轨道飞船在轨道1 1 1 1和轨道和轨道2 2 2 2上运动时的机械能相等上运动时的机械能相等B B B B飞船在轨道飞船在轨道1 1 1 1上运行经过上运行经过P P P P点的速度小于经过点的速度小于经过Q Q Q Q点的速度点的速度C C C C轨道轨道2 2 2 2的半径小于地球同步卫星的轨道半径的半径小于地球同步卫星的轨道半径D D D D飞船在轨道飞船在轨道1 1 1 1上运行经过上运行经过P P P P点的加速度等于在点的加速度等于在轨道轨道2 2 2 2上运行经过上运行经过P P P P

7、点的加速度点的加速度第5页/共14页3.3.3.3.我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一项重大科技活动，在探月工程中飞行器我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一项重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要。如图所示，假设成功变轨至关重要。如图所示，假设月球半径为月球半径为R R R R，月球表面的重力加速度为，月球表面的重力加速度为g g g g0 0 0 0，飞行，飞行器在器在距月球表面高度为距月球表面高度为3R3R3R3R的圆形轨道的圆形轨道运动运动，到达轨道的，到达轨道的A A A A点处点火变轨进入点处点火变轨进入椭圆轨道椭圆轨道，到达轨道的，到达轨道的近月点近月点B B

8、B B再次点火进入再次点火进入近月轨道近月轨道绕月球做圆周运动，则绕月球做圆周运动，则(A A A A)A A A A飞行器在轨道飞行器在轨道上绕月球运行一周所需的时间为上绕月球运行一周所需的时间为B B B B飞行器在飞行器在B B B B点处点火后，动能增加点处点火后，动能增加C C C C飞行器在轨道飞行器在轨道上的运行速度为上的运行速度为D D D D只在万有引力作用下，飞行器在只在万有引力作用下，飞行器在轨道轨道上通过上通过B B B B点的加速度大于在轨道点的加速度大于在轨道上通过上通过B B B B点的加速度点的加速度第6页/共14页4.(4.(4.(4.(多选多选)2012)2

9、012)2012)2012年年6 6 6 6月月18181818日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km343km343km343km的近的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气稀薄的大气。下列说法正确的是。下列说法正确的是(BCBCBCBC)A A A A为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B B B B如不加干预，在运

10、行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C C C C如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D D D D航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用第7页/共14页考点考点3.3.3.3.天体中的天体中的“追及相遇追及相遇”问题问题第8页/共14页1.(1.(1.(1.(多选多选)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰当地球恰好运行到某地外行星和太

11、阳之间好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日行星冲日”。据报道，。据报道，2014201420142014年各行星冲日时间分别是：年各行星冲日时间分别是：1 1 1 1月月6 6 6 6日木星冲日日木星冲日；4 4 4 4月月9 9 9 9日火日火星冲日；星冲日；5 5 5 5月月11111111日土星冲日；日土星冲日；8 8 8 8月月29292929日海王星冲日；日海王星冲日；10101010月月8 8 8 8日天王星冲日。已知地球及日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。则下列判断

12、正确的是各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。则下列判断正确的是(BDBDBDBD)A.A.A.A.各地外行星每年都会出现冲日现象各地外行星每年都会出现冲日现象 B B B B在在2015201520152015年内一定会出现木星冲日年内一定会出现木星冲日C C C C天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D D D D地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短 地球地球火星火星木星木星土星土星 天王星天王星 海王星海王星轨道半径轨道半径(AU)(AU)1.01.01.51.55.25.29.59.51

13、9193030第9页/共14页第10页/共14页2.2.2.2.假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200km4200km4200km4200km的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为地球半径约为6400km6400km6400km6400km，地球同步卫星距地面高为，地球同步卫星距地面高为36000km36000km36000km36000km，宇宙飞船和一地球同步卫，宇宙飞船和一地球同步卫星绕地球同向运动，星绕地球同向运动，每当两者相距最近时每当两者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再，宇宙飞船就向同步卫星

14、发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站，由同步卫星将信号发送到地面接收站，某时刻两者相距最远某时刻两者相距最远，从此刻开始，从此刻开始，在一昼夜在一昼夜的时间内的时间内，接收站共接收到信号的次数为，接收站共接收到信号的次数为(C C C C)A A A A4 4 4 4次次 B B B B6 6 6 6次次 C C C C7 7 7 7次次 D D D D8 8 8 8次次第11页/共14页3.3.3.3.设地球的自转角速度为设地球的自转角速度为0 0 0 0，地球半径为，地球半径为R R R R，地球表面重力加速度为，地球表面重力加速度为g g g g，某人造卫星在，某人造卫星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道半径为赤道上空做匀速圆周运动，轨道半径为r r r r，且，且r r r r5R5R5R5R，飞行方向与地球的自转方向相同，飞行方向与地球的自转方向相同，在某时刻，该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它下一次通过该建筑物正在某时刻，该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它下一次通过该建筑物正上方所需要的时间为上方所需要的时间为(地球同步卫星轨道半径约为地球同步卫星轨道半径约为6R)(6R)(6R)(6R)()第12页/共14页再见！再见！再见！再见！第13页/共14页谢谢您的观看！第14页/共14页