卫星变轨的原因(高中物理)仔细点 。我总想不明白

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-16
直观的用圆周运动离心现象来理解

低轨到高轨,先加速,让万有引力不能提供向心力,离心飞出原轨道。在上升过程中,引力做负功,减速,达到预定高度后,加速使其稳定的做圆周运动。

高轨到低轨,先减速,万有引力大于所需要的向心力,卫星向下落。下降过程中,引力做正功,速度增加,到达预定轨道后减速,使其稳定做圆周,不然的话就变成流星了。

简单地说
低→高:加——减——加
高→低:减——加——减

v=根号GM/R
由低轨道到高轨道,加速,由于离心现象会远离地球。但稳定后速度较原来的小。

由高轨道到低轨道,减速,离心作用减小,万有引力不变,卫星会靠近地球,稳定后速度会较原来大。
稳定不是平衡状态,是能做完整圆周运动的时候。

....不会啊

高中物理 卫星变轨~

��卫星在空中,满足万有引力=向心力,GMm/r²=mv²/r,可得GM=v²r(M为地球质量,r为卫星到地心的距离)。也就是说,v²r是一个不变的常量。
��卫星的线速度v减小则圆轨道半径r增大(不要把卫星的线速度v和地面发射速度混在一起,地面发射速度越大就越能提供能量来摆脱星球引力),小圆轨道变轨到大圆轨道是减速的,可以通过施加与v1反向的作用力来实现,但这个过程比较慢。另一个途径是,借助变轨推进器使卫星快速到达大圆轨道,在到达预定的大圆轨道之前再做减速。这样,卫星在小圆轨道的线速度为v1,加速到大圆轨道前再减速,使线速度为v2<v1(满足GM=v²r),这样卫星才能在大圆轨道上稳定(匀速圆周运动)。(注意:这个过程可以通过减速或加速再减速两种方式达到)
��卫星从线速度为v2的大圆轨道变轨至线速度为v1的小圆轨道,则只能通过加速运动做到。近地轨道的加速运动可以通过调整线速度角度、充分利用引力来作用实现。
��卫星变轨中,椭圆轨道是小圆轨道和大圆轨道间的过渡,当然它们也可以一直做椭圆轨道运动,但这一般不符合我们的需要。在椭圆轨道的近地点,卫星线速度最大;在椭圆轨道的远地点,卫星线速度最小。利用椭圆轨道这个性质,卫星可以通过调整线速度角度,使卫星轨道为椭圆轨道,在近地点线速度最大时变到小圆轨道,在远地点线速度最小变到大圆轨道。这样,变轨使用的能量最小。

这种一个选项中有多个判断的选择题,可先比较各选项的异同,再针对每一个判断进行分析。
首先,同样是A点,到地心的距离相等,万有引力相等,由万有引力提供的向心力也相等,向心加速度相等,则选项A、C不对。
下面是在B、D中选出一个对的或排除掉一个错的,从T或v的角度都可以。
如果你对开普勒定律比较熟悉,建议从T的角度分析:
由开普勒定律知道,同样的中心体,k=a^3/T^2为一常数。从图中很容易知道,圆轨道的半径R大于椭圆轨道的半长轴a,这样可得圆轨道上运行的周期T2大于椭圆轨道的周期T1。B对D错。
如果你对离心运动规律比较熟悉,建议从v的角度分析:
1、当合力[引力]不足以提供向心力(速度比维持圆轨道运动所需的速度大)时,物体偏离圆轨道向外运动,这一点可以说明椭圆轨道近地点天体的运动趋向。
2、当合力[引力]超过运动向心力(速度比维持圆轨道运动所需的速度小)时,物体偏离圆轨道向内运动,这一点可以说明椭圆轨道远地点天体的运动趋向。
对椭圆轨道,A点为远地点,由上述第2条不难判断,在椭圆轨道上A点的运行速度v1比圆轨道上时A点的速度v2小。B对D错。
综上,正确选项为B。
注意:变轨的物理实质就是变速。由低轨变向高轨是加速,由高轨变向低轨是减速。其基本操作都是打开火箭发动机做功,但加速时做正功,减速时做负功。
希望以上讲解对你有帮助。


#周翰剑# 关于卫星变轨的问题 -
(19690018604): 加速是为了使速度一下子增大,这样当下的万有引力就小于卫星圆周运动所需的向心力了,卫星做离心运动,脱离当前轨道向外,于是轨道半径增大,再经过多次的调整,使卫星在一个更高的轨道上稳定运动,此时卫星的线速度当然小于变轨钱...

#周翰剑# 高一下的物理,关于人造卫星变轨!! -
(19690018604): 你这里有一个东西你没有想明白:此速度非彼速度.没错,半径越大,速度越慢.但是这是指的运行速度.也就是稳定速度.你说的加速,那个不是最后运行的稳定速度,它只是会曾经出现,是暂时的.从椭圆轨道变成大圆轨道,那么轨道高度...

#周翰剑# 高一物理卫星变轨疑问 -
(19690018604): 你说的都用同一个方程是错误的,因为这里用的半径应该是曲率半径,对于圆轨道来说,就是半径,而对于任意一条曲线上的一点,你在这里想办法画一个与该曲线在这里相切的圆,这个圆的半径就是“曲率半径”,对于椭圆也是一样的,相当于要用椭圆的焦点替代地球作来计算半径.

#周翰剑# 高中物理卫星变轨问题 -
(19690018604): 这个点不存在 如果存在的话 这个点也不是远地点 你的误区在于 如果做的是椭圆运动 南无这个椭圆上的各点的切线方向和该点和圆心( 焦点)的连线只有在长轴的两个端点上才垂直 两个端点分别是近地点和远地点 二在近地点速度太大 向心力不够 在远地点 速度太小向心力太大 都不可能做匀速圆周运动 二速度不能突变 在其他点 速度的方向不满足匀速圆周运动的速度的方向 所以必须点火校正速度方向 2 已经说过 远地点 虽然说有动能但是 动能太小 速度太小二加速度太大 所以要提高飞行器的速度一提高所需要的向心力和万有引力相等 才可一匀速圆周运动 所以只能点火 可以用微分方程椭圆无限展开式把物理问题进一步抽象为数学问题解决 十分复杂 就不说了

#周翰剑# 卫星是如何实现变轨的啊~~
(19690018604): 利用推进器,给它一个反作用力,那卫星的速度改变,为了受力平衡,地球引力要等于卫星的离心力,轨道就发生相应的变化了. 地球是椭圆的,所以绕地球一圈,有些地方地球对卫星的吸引力是最弱的,在最弱的地方突然加速,相对对面高度增加了,地球的吸引力就少了,就可以以另一个速度绕地球转了

#周翰剑# 高中物理卫星变轨问题 为什么加速变轨后速度还变小啊,不是加速吗,怎么加速速度还减小啊 -
(19690018604): 卫星做远离星球的运动,其间,卫星会克服万有引力做功,而速度变小. 1.卫星在轨期间自主改变运行轨道的过程称为变轨. 2.卫星轨道是椭圆,节省发射火箭燃料的方法,可以先发射到大椭圆轨道,卫星处于远地点的时候,卫星上面的姿态调整火箭点火,这样卫星的轨道变成需要的高度. 3.变轨可以多次,这就需要精确计算卫星变轨的时间,由地面指令控制. 4.受地球引力影响,人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)运行轨道会以每天 100米左右的速度下降.这样将会影响人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)的正常工作. 5.变轨除了能规避“太空垃圾”对其的伤害外,主要是为了保证其运行的寿命.

#周翰剑# 关于高中物理天体运动的卫星变轨问题 -
(19690018604): 加速会使离心力大于引力 然后就运行到高轨道啦~~ 减速的话,势能的减少大于动能的减少,所以进入低轨道,速度是大于高轨道的

#周翰剑# 卫星脱轨是怎么回事儿,原理是什么拜托了各位 谢谢 -
(19690018604): 卫星在轨期间自主改变运行轨道的过程称为脱轨.卫星轨道是椭圆,节省发射火箭燃料的方法,可以先发射到大椭圆轨道,卫星处于远地点的时候,卫星上面的姿态调整火箭点火,这样卫星的轨道变成需要的高度.变轨可以多次,这就需要精确...

#周翰剑# 为什么卫星突然变轨后还会有原轨道有交点? -
(19690018604): 这是轨道动力学的内容,或者高中物理的天地动力学,你的问题描述有点不清楚,哪种轨道(圆轨道还是椭圆轨道),在哪里变轨(近地点还是远地点还是中间的某个地方),怎么变轨(加速还是减速,切向还是法向,轨道倾角要不要改变等等).举个例子,如果是圆轨道,在近地点(PE)减速,那么轨道正对着的另一边原本是远地点(AP)的地方就会变为新的PE,当前位置原本是近地点的地方就会变为新的AP,当前新的远地点AP和原本的近地点PE之间基本重合(严格来说新的AP的高度其实是要比旧的PE的高度要略低的),这可能就是你说的变轨之后的新规道和原来的轨道之后还会有重合.另外,推荐一款游戏,坎巴拉太空计划,里面能完美诠释你的问题.

#周翰剑# 高中物理卫星变轨 -
(19690018604): 个人理解,轨道变大应该加速,椭圆与圆的区别在于椭圆可以做到速率是变化的,而圆的速率是不变的