
1.衛(wèi)星發(fā)射及變軌過(guò)程概述人造衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程要經(jīng)過(guò)多次變軌方可到達(dá)預(yù)定軌道,如圖所示。
(1)為了節(jié)省能量,在赤道上順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道Ⅰ上。
2.三個(gè)物理量的大小比較
軌道Ⅱ運(yùn)行的半長(zhǎng)軸,則沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期大于沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期,C錯(cuò)誤;根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知,沿同一軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)在相等的時(shí)間內(nèi)與火星的連線掃過(guò)的面積相等,而在相等時(shí)間內(nèi),沿軌道Ⅰ運(yùn)行與沿軌道Ⅱ運(yùn)行掃過(guò)的面積一定不相等,D錯(cuò)誤。
二、航天器的對(duì)接問(wèn)題:若使航天器在同一軌道上運(yùn)行,航天器加速會(huì)進(jìn)入較高的軌道,減速會(huì)進(jìn)入較低的軌道,都不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接,故要想實(shí)現(xiàn)對(duì)接,可使航天器在半徑較小的軌道上加速,然后進(jìn)入較高的空間軌道,逐漸靠近其他航天器,兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接。
例題2 如圖所示,我國(guó)發(fā)射的“神舟十一號(hào)”飛船和“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室于2016年10月19日自動(dòng)交會(huì)對(duì)接成功。假設(shè)對(duì)接前“天宮二號(hào)”與“神舟十一號(hào)”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接,下列措施可行的是( )
A.使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行,然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對(duì)接B.使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行,然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)接C.飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速,加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室,兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接D.飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速,減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室,兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接
[解析] 飛船在同一軌道上加速追趕空間實(shí)驗(yàn)室時(shí),速度增大,所需向心力大于萬(wàn)有引力,飛船將做離心運(yùn)動(dòng),不能實(shí)現(xiàn)與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接,A錯(cuò)誤;空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上減速等待飛船時(shí),速度減
小,所需向心力小于萬(wàn)有引力,空間實(shí)驗(yàn)室將做近心運(yùn)動(dòng),也不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接,B錯(cuò)誤;當(dāng)飛船在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速時(shí),飛船將做離心運(yùn)動(dòng),逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室,可在兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接,C正確;當(dāng)飛船在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速時(shí),飛船將做近心運(yùn)動(dòng),遠(yuǎn)離空間實(shí)驗(yàn)室,不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接,D錯(cuò)誤。
A.“神舟十三號(hào)”載人飛船的發(fā)射速度大于地球第一宇宙速度B.航天員王亞平在進(jìn)行太空轉(zhuǎn)身和浮力消失實(shí)驗(yàn)時(shí),空間站中的人和物體不受地球引力作用C.只需知道空間站的運(yùn)動(dòng)周期和地球半徑就可以計(jì)算出地球的質(zhì)量和地球密度D.載人飛船加速后可追上在同軌道上的核心艙并實(shí)施對(duì)接
如圖所示,宇宙中有相距較近、質(zhì)量相差不大的兩個(gè)星球,它們離其他星球都較遠(yuǎn),其他星球?qū)λ鼈兊娜f(wàn)有引力可以忽略不計(jì)。在這種情況下,它們將圍繞其連線上的某一固定點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng),這種結(jié)構(gòu)叫作“雙星”。
①兩星圍繞它們之間連線上的某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩星的運(yùn)行周期、角速度相同。
②兩星的向心力大小相等,由它們間的萬(wàn)有引力提供。
2.多星系統(tǒng):在宇宙中存在“三星”“四星”等多星系統(tǒng),在多星系統(tǒng)中,各個(gè)星體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期、角速度相同,某一星體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由其他星體對(duì)它引力的合力提供的。
例題4 [2022江蘇蘇州月考]宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng),通??珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用,三顆星體的質(zhì)量相同。現(xiàn)已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式:一種是三顆
1.[2022江蘇南京期末]2022年,我國(guó)的航天事業(yè)又一次取得了令人矚目的壯舉,神舟十三號(hào)航天員乘組在軌駐留六個(gè)月,并成功返航,標(biāo)志著我國(guó)的空間站技術(shù)已趨成熟。若把飛船繞地球的運(yùn)動(dòng)看成勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( )
A.降軌前,衛(wèi)星在原軌道上處于平衡狀態(tài)B.降軌時(shí),衛(wèi)星在原軌道上需要先行減速C.降軌后,衛(wèi)星在新軌道上運(yùn)動(dòng)周期變大D.降軌后,衛(wèi)星在新軌道上的速度將大于第一宇宙速度
4.[2022江蘇揚(yáng)州月考]如圖所示,我國(guó)火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”在地火轉(zhuǎn)移軌道1上飛行七個(gè)月后,進(jìn)入近火點(diǎn)為400千米、遠(yuǎn)火點(diǎn)為5.9萬(wàn)千米的火星停泊軌道2,進(jìn)行相關(guān)探測(cè)后將進(jìn)入較低的軌道3開(kāi)展科學(xué)探測(cè)。則探測(cè)器( )
A.在軌道2上近火點(diǎn)減速可進(jìn)入軌道3B.在軌道2上的周期比在軌道3上的周期小C.在軌道2上近火點(diǎn)的機(jī)械能比遠(yuǎn)火點(diǎn)大D.從地球發(fā)射時(shí)的速度介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之間
10.[2022江蘇常州八校聯(lián)合調(diào)研]“太空涂鴉”技術(shù)就是使低軌運(yùn)行的攻擊衛(wèi)星在接近高軌偵查衛(wèi)星時(shí),準(zhǔn)確計(jì)算軌道向其發(fā)射“漆霧”彈,并在臨近偵查衛(wèi)星時(shí),壓爆彈囊,讓“漆霧”散開(kāi)并噴向偵查衛(wèi)星,噴散后強(qiáng)力吸附在偵查衛(wèi)星的偵察鏡頭、太陽(yáng)能板、電子偵察傳感器等關(guān)鍵設(shè)備上,使之暫時(shí)失效。下列說(shuō)法正確的是( )
A.攻擊衛(wèi)星進(jìn)攻前的速度比偵查衛(wèi)星的速度小B.攻擊衛(wèi)星完成“太空涂鴉”后應(yīng)減速才能返回低軌道上C.攻擊衛(wèi)星進(jìn)攻前的動(dòng)能大于偵察衛(wèi)星的動(dòng)能D.若攻擊衛(wèi)星周期已知,就可計(jì)算出地球質(zhì)量
(1)第一次點(diǎn)火和第二次點(diǎn)火分別是加速還是減速;
(2)飛船在軌道Ⅰ上的運(yùn)行速率;
(3)飛船在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期。
[答案] 第一次點(diǎn)火與第二次點(diǎn)火都是減速
[解析] 由高軌道到低軌道,半徑減小,飛船做近心運(yùn)動(dòng),所需要的向心力小于萬(wàn)有引力,故要減速才可實(shí)現(xiàn),即第一次點(diǎn)火與第二次點(diǎn)火都是減速。
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