衛(wèi)星運(yùn)行特點(diǎn)分析及應(yīng)用

《衛(wèi)星運(yùn)行特點(diǎn)分析及應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、.難點(diǎn)7衛(wèi)星運(yùn)行特點(diǎn)分析及應(yīng)用一、衛(wèi)星的運(yùn)行及規(guī)律一般情況下運(yùn)行的衛(wèi)星，其所受萬(wàn)有引力不剛好提供向心力，此時(shí)，衛(wèi)星的運(yùn)行速率及軌道半徑就要發(fā)生變化，萬(wàn)有引力做功，我們將其稱為不穩(wěn)定運(yùn)行即變軌運(yùn)動(dòng)；而當(dāng)它所受萬(wàn)有引力剛好提供向心力時(shí)，它的運(yùn)行速率就不再發(fā)生變化，軌道半徑確定不變從而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，我們稱為穩(wěn)定運(yùn)行.對(duì)于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的衛(wèi)星，①運(yùn)行速率不變；②軌道半徑不變；③萬(wàn)有引力提供向心力，即GMm/r2=mv2/r成立.其運(yùn)行速度與其運(yùn)行軌道處于一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即每一軌道都有一確定速度相對(duì)應(yīng).而不穩(wěn)定運(yùn)行的衛(wèi)星則不具備上述關(guān)系，其運(yùn)行速率和軌道半徑都在發(fā)生著變化.二、同步衛(wèi)星的四定

2、地球同步衛(wèi)星是相對(duì)地球表面靜止的穩(wěn)定運(yùn)行衛(wèi)星.1.地球同步衛(wèi)星的軌道平面，非同步人造地球衛(wèi)星其軌道平面可與地軸有任意夾角，而同步衛(wèi)星一定位于赤道的正上方，不可能在與赤道平行的其他平面上.2.地球同步衛(wèi)星的周期：地球同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同.3.地球同步衛(wèi)星的軌道半徑：據(jù)牛頓第二定律有GMm/r2=mω02r，得r=，ω0與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，所以地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為r=4.24×104km.其離地面高度也是一定的.4.地球同步衛(wèi)星的線速度：地球同步衛(wèi)星的線速度大小為v=ω0r=3.08×103m/s，為定值，繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同....1、設(shè)想人類開發(fā)月球，

3、不斷把月球上的礦藏搬運(yùn)到地球上，假定經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間開采后，地球仍可看作是均勻的球體，月球仍沿開采前的圓周軌道運(yùn)動(dòng)，則與開采前相比（BD）A、地球與月球間的萬(wàn)有引力將變大B、地球與月球間的萬(wàn)有引力將變小C、月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變長(zhǎng)D、月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變短分析：則將月球的礦藏搬到地球上，月球質(zhì)量減少了Δm，而地球質(zhì)量增加了Δm改變后的萬(wàn)有引力大小因此F萬(wàn)’

4、重力加速度B、a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度C、a是赤道周長(zhǎng)，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度D、a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，c是地球表面處的重力加速度分析：根據(jù)得到，對(duì)比原式得到b=T又根據(jù)得到，對(duì)比原式得到c=g0，a=R0...3、某人造地球衛(wèi)星因受高空稀薄空氣的阻力作用，繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道會(huì)慢慢改變。每次測(cè)量中衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)可近似看作圓周運(yùn)動(dòng)。某次測(cè)量衛(wèi)星的軌道半徑為r1，后來變?yōu)閞2，r2＜r1。以Ek1、Ek2表示衛(wèi)星在這兩個(gè)軌道上的動(dòng)能，T1、T2表示衛(wèi)星在這兩個(gè)軌道上繞地球運(yùn)動(dòng)的周期，則（C）A、Ek2＜Ek1

5、，T2＜T1B、Ek2＜Ek1，T2＞T1C、Ek2＞Ek1，T2＜T1D、Ek2＞Ek1，T2＞T1分析：對(duì)于人造衛(wèi)星來說，萬(wàn)有引力提供向心力，則，由于r2＜r1，則v2>v1，則Ek2>Ek1又根據(jù)，由于r2＜r1，則T2

6、③將③式代入②式得到，最終得到5、用m表示地球同步通信衛(wèi)星的質(zhì)量、h表示衛(wèi)星離地面的高度、M表示地球的質(zhì)量、...R0表示地球的半徑、g0表示地球表面處的重力加速度、T0表示地球自轉(zhuǎn)的周期、ω0表示地球自轉(zhuǎn)的角速度，則：（1）地球同步通信衛(wèi)星的環(huán)繞速度v為（ABCD）A、ω0（R0+h）B、C、D、（2）地球同步通信衛(wèi)星所受的地球?qū)λ娜f(wàn)有引力F的大小為（ABCD）A、mB、mω20（R0+h）C、mD、m（3）地球同步通信衛(wèi)星離地面的高度h為（ABC）A、因地球同步通信衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)同步，則衛(wèi)星離地面的高度就被確定B、-R0C、-R0D、地球同步通信衛(wèi)星的角速度雖已確定，但衛(wèi)星

7、離地面的高度可以選擇。高度增加，環(huán)繞速度增大，高度降低，環(huán)繞速度減小，仍能同步解析：（1）設(shè)地球同步衛(wèi)星離地心的高度為r則r=R0+h則環(huán)繞速度v=ω0r=ω0（R0+h）同步衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)由萬(wàn)有引力提供向心力：即G得v=又有G=mω02，所以r=則v=ω0r=ω0==故選項(xiàng)A、B、C、D均正確...（2）地球同步衛(wèi)星的重力加速度為g′=（）2·g0，地球?qū)λ娜f(wàn)有引力大小可認(rèn)為等于同步衛(wèi)星的重力mg0來提供向心力：即mg0=mω02（R0+h）所以h=-R0F向=mω02（R0+