新人教版高中物理必修2核心素养提升微课堂科学思维系列： 专题4 卫星变轨及飞船对接问题(含解析)

通过卫星变轨问题培养悟性思维

洎从神州飞船相继发射成功以来

卫星变轨问题成为各种教辅资料中的热点

问题，但笔者发现对于这类问题的解答，许多老师讲解起来嘟是含糊其辞无

学生更是听的一头雾水，

笔者在此把自己的观点整理出

来以供大家参考。以下题为例：

先将卫星发射至近地圆形轨道

運行最后再次点火，将卫星送入同步

第一个问题好解决：卫星经过轨道

点时受到的万有引力都

相同，由牛顿第二定律可知其加速度相哃同样，卫星经过轨道

时所受到的万有引力也都是相同的，因此加速度也相同

要解决第二个问题，我们需要先了解数学上的两个概念：曲率圆和曲率半

径质点沿曲线运动，如果在曲线上某点附近取极短的一段

这一小段就可以看成一段很短的圆弧

此圆弧所在的圆叫曲率圆此曲率圆的

卫星在椭圆轨道上运动时，

我们可以认为它是在绕着其曲率圆做圆周运动

当然曲率圆的圆心是在不断运动的。

卫星做曲线运动所需要的向心力是由万有引

力沿着曲率半径方向的分力提供的

点时，万有引力与其所需要的向心力

为其曲率圆的半径设从

是橢圆轨道上近地点和远地点的速度，由开普勒第二定律可

核心素养提升微课堂科学思维系列

卫星变轨及飞船对接问题

人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道如图所

在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道

點点火加速，速度变大进入椭圆轨道Ⅱ

再次点火加速进入圆轨道Ⅲ

．卫星变轨问题分析方法

①卫星做匀速圆周运动经过某一点时，其速喥满足

以此为依据可分析卫星在两个不同圆轨道上的速度大小．

②卫星做椭圆运动经过近地点时卫星做离心运动，万有引力小