卫星变轨问题错解分析.docx

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卫星变轨问题易错题分析
随着我国载人航天的成功，特别是“嫦娥一号”探月卫星的顺利发射，变轨问题逐渐成为高考命题的热点，近几年高考中多次出现涉及变轨问题的高考题。但是由于变轨问题涉及的相关知识较多，综合性较强，而在物理教材中只是一带而故B正确。如果飞船先加速，它受到的万有引力将不足以提供向心力而做离心运动，到达更高的轨道，这使它的周期变长。这样它再减速回到空间站所在的轨道时，会看到它离空间站更远了，因此C错。
二、不会分析能量转化导致错解
例二：人造地球卫星在轨道半径较小的轨道A上运行时机械能为巳,它若进入轨道半径较大的轨道
B运行时机械能为在轨道变化后这
颗卫星（）
A、动能减小，势能增加，Eb>Ea
B、动能减小，势能增加，Eb=Ea
G动能减小，势能增加，EbVEa以动能增加，势能增加，Eb>Ea错解：选D。错误原因分析：没有考虑到变轨过程中万有引力做功导致错解。
答案：选A。要使卫星由较低轨道进入较高轨道，必须开动发动机使卫星加速，卫星做离心运动。在离心运动过程中万有引力对卫星做负功，卫星运行速度的大小不断减小，动能不断减小而势能增大。由于推力对卫星做了正功，因此卫星机械能变大。
三、对椭圆轨道特点理解错误导致错解例三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2所示，则卫星分别在轨道1、2、3上正常运行时，下列说法正确的是A卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B卫星在轨道3上角速度的小于在轨道1上的角速度C卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度D卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度
错解：选BD错误原因分析：不清楚卫星在椭圆轨道近地点和远地点时，加速度都是由万有引力产生的，因此加速度相等。不清楚椭圆轨道和圆轨道在同一个点的曲率半径不相等，盲目套用圆周运动的公式导致错解。
答案：选BC。分析：卫星在1、3轨道上均做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可知卫星在轨道1上的速率和角速度比在轨道3上的大，因此B正确。卫星在不同轨道1、2上经过同一点Q,由f^^G^mi可知，所受的合外力是一样大的，由牛顿定律可知，加R2速度一样大。因而选项C是对的。同理，卫星过P点时，不论卫星在轨道2还是在轨道3上，卫星所受的引力大小是相等的，故D错。不仅如此，在近地点或远地点，由于万有引力的方向和速度方向垂直，所以卫星只有向心加速度，其切向加速度为零，因此，卫星在不同轨道上经过P点或Q点时，卫星的向心加速度也相等。但是由于椭圆轨道和圆轨道在同一个点的曲率半径不相等，因此卫星的速度不相等。
例如就同一点P,沿轨道2运行的向心加速度为：a〔=V12/r,r指椭圆轨道在P点的曲率半径，沿轨道3做圆周运行时，其向心加速度为:a2=V22/R,R指卫星在P点时卫星到地心的距离。由于a〔=a2,所以vi2/r=v；/R，但由于rvR,所以viVV2。因此，卫星要从椭圆轨道运行到大圆轨道，只要在远地点P时，卫星的推进器向后喷气使卫星加速，当卫星速度达到沿大圆做圆周运动所需要的速度时，卫星就不再沿椭圆轨道运行而沿大圆做圆周运动了。从受力上来看，由于卫星在轨道3