近年来随着我国神舟系列、嫦娥系列及北斗系列等卫星的不断升空,卫星变轨问题也常常出现在高考试卷中,而从单一星体绕着中心天体运动的问题也延伸到多星系统。卫星变轨问题的难点都指向卫星变轨的过程中速度、加速度、动能、势能、周期等一些列物理量如何变化;而多星系统的难点都指向受力的变化与多星体之间的相同物理量的理解。为此我们通过提供典型的问题,以达到揭开卫星变轨与多星系统的神秘面纱。
卫星发射中的变轨
【调研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。则在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是:
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上的角速度小于在轨道1上的角速度。
C、卫星在轨道1上经 过Q点时加速度 大于它在轨道2上经过Q点时的加速度。
【解析】轨道3比轨道1较高,根据高轨道线速度小、角速度小,可知A错B对;根据牛顿第二定律可得 ,即卫星的加速度a只与卫星到地心的距离r有关,故C错D对。
【答案】BD