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高中物理卫星变轨结论(高中物理卫星变轨结论与解析)

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高中物理关于卫星变轨问题

卫星加速之后万有引力不够充当向心力,然后卫星就会做离心运动,做离心运动时万有引力做了更多的负功,从而使得卫星在更高轨道上稳定运行时线速度比在较低轨道时更小了。加速是较短时间完成的(速度增大),加速完成后速度不断减小,加速过程实际是给卫星能量的过程。

高中物理卫星变轨问题

卫星在第一轨道运行时,做匀速圆周运动,此时万有引力提供向心力:GMm/r1^2=mv1^2/r1.在Q点变轨到椭圆轨道在加速到V2,所以V2V1.但是由牛顿第二定律,F=ma,卫星在同一点的万有引力相同,所以加速度相同。a1=a1.再由ω=v/r,可见,在同一点,r相同,速度大的角速度大。ω2ω1.

在圆形轨道上动能不变,但是在椭圆轨道上动能是变化的,我们不能比较这二个轨道的运动大小,但是我们可以比较为二个轨道的机械能,E2E1,除Q点外,椭圆轨道各自的势能都大于圆形轨道。

在P点从椭圆轨道变为圆形轨道,也要加速,所以v3v2,在同一点万有引力相同,加速度相同,a2=a3.再由ω=v/r,可见,在同一点,r相同,速度大的角速度大。ω3ω2。大圆轨道的速度都大于椭圆,所以E2E2.除P点外,EP2EP3

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卫星变轨问题分析怎么写?

从低轨到高轨是要克服万有引力做功,所以需要有一个力对物体做正功,而对卫星做功是通过喷气实现的,在低轨上要向高轨运动,所以就要有个外力对它做正功,对它做了正功就会让他的动能增加,速度变大,于是就开始做离心运动。

注意事项:

低轨道的速度是比高轨道的速度大(mv^2/r^2)因为r较小,但是不能根据这个来判断它是加速还是减速了。低轨道速率不正说明它需要的向心力(由万有引力提供),较之高轨道,低轨道所需的向心力更大。

不可以直接平速率大就判断它是加速而来的,加速度和速度没有必然的关系。或者你可以这么想想:在匀速圆周运动中,引力是不改变速度大小(速率),只是用来改变方向的,所以你就不可以凭借速度的大小得不同,来判断加速度或者合力的情况。

高中物理卫星变轨问题,求解答

首先F=GMm/R^2=mv^2/R这是对匀速圆周运动,可知变轨的时候轨道是椭圆,所以不能这样算。其次,变轨的时候太阳能或者火箭会对飞船做功,在A点两轨道运行时的势能都是相等的,但是半径或者长轴越大的轨道的飞船总的机械能越大,既是外面的轨道上运行时总机械能大,A点的势能又一样大,故外面的轨道上的动能大,即速度大

高中物理卫星变轨 从高轨道减速到低轨道 速度与高轨道的大小比较 如何推导的

根据 GMm/r^2=mv1^2/r1,  V1=(GM/r1)^1/2, 卫星在高轨道损失动能导致卫星需要的向心力,小于提供的向心力,GMm/r^2mv1'^2/r,V1V,到低轨道速度增大  V2V1,  卫星在低轨道的速度大于高轨道速度。

高中物理。人造卫星变轨的问题

高中阶段我们不考虑除向心力外还有变外力的圆周运动。所以加速过程只要理解成点一下火就可以了。实际上当然是点火加速了一段时间,可是如果考虑加速的时间的话运动情况就会变得相当复杂,需要使用大学的微积分知识解决。

简单的可以理解成:加速使飞船获得更多能量,从而使轨道的半长轴更大。

高中阶段的卫星变轨过程可以参照这张图理解:卫星从绿色的低轨开始,先在A点加速,使卫星进入到红色的椭圆轨道。椭圆轨道的两个焦点分别为中心天体和C点。可以看出椭圆的半长轴大于绿色轨道的半径而小于蓝色轨道的半径。

卫星在红色椭圆轨道运行半个周期后到达远日点B。再进行第二次加速。使卫星的速度恰好能完成在蓝色轨道的圆周运动。

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万有引力大小只和两个质点的距离有关,显然在远日点的引力小一些,根据开普勒第三定律,它的速度也会慢一些。在椭圆轨道中距离的大小周期性变化。

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