150416双星变轨

学习目标：1、知道双星系统，会分析双星系统。2、能分析卫星的变轨问题。转盘水流星地球仪圆锥摆双星。(1)两颗行星做匀速圆周运动所需的向心力是由它们之间的万有引力提供的，故两行星做匀速圆周运动的向心力大小相等。(2)两颗行星均绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，因此它们的运行周期和角速度是相等的。(3)两颗行星做匀速圆周运动的半径r1和r2与两行星间距L的大小关系：r1＋r2＝L。特别注意：•求双星间的万有引力时两子星间的距离不是双星做匀速圆周运动的半径。m2m2m1m1or2r1r1＋r2＝L。双星运动的动力学关系：[题后悟道]•我们通常研究卫星绕地球或行星绕太阳运行问题时，卫星到地球中心或行星到太阳中心间距与它们的轨道半径大小是相等的，但在宇宙双星问题中，行星间距与轨道半径是不同的，这点要引起重视。卫星变轨概念由于技术上的需要，有时要在适当的位置短时间启动卫星上的发动机，使卫星的速度发生突变，让其运行轨道发生改变，最终到达预定的目标。万有引力不够提供向心力卫星如何从圆轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，解释原因？卫星在P处向后喷火加速离心运动椭圆PⅠⅡ卫星如何从椭圆轨道Ⅱ进入圆轨道Ⅲ，解释原因？卫星在Q处向后喷火加速QⅢⅡ思考1：卫星在轨道Ⅰ上经过P点时的速度大小为vp1与它在轨道Ⅱ上经过P点时的速度大小为vp2，试比较二者大小关系？vp2vp1追问：在椭圆轨道上P点与Q点的速度大小相等吗？卫星变轨中速度的关系vPvQPⅠⅡQ思考2：卫星在轨道Ⅱ上经过Q点时的速度为大小vQ3与它在轨道Ⅲ上经过Q点时的速度大小为vQ4，试比较二者大小关系？vQ4vQ3PQⅢⅠⅡ卫星变轨中速度的关系思考3：比较卫星在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度ap1与它在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度ap2的大小？2p1paaPⅠⅡ卫星变轨中加速度的关系1、从内到外要加速，但v外v内2、从外到内要减速，但v内v外①卫星向后喷火，卫星的线速度v突然增大，所需向心力也随之而增大，此时万有引力不足以提供卫星绕地球做圆周运动的向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，做椭圆运动。卫星变轨总结②当卫星向前喷火，卫星的线速度突然减小，所需向心力也随之而突然减小，（万有引力不变）即万有引力大于卫星所需的向心力，因此卫星将做近心运动，同样会脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，卫星的回收利用了这一原理．卫星变轨总结