变轨模型是卫星由于某种原因从一轨道运动到另一轨道,变轨前后卫星运行的轨道半径发生变化,卫星运行的速度、角速度、加速度、能量等相应也发生变化.当卫星在稳定运行时,万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力,如果卫星在稳定轨道上运行时向心力发生变化,那么卫星就会偏离原轨道运动,从而做离心或向心运动.常见的卫星变轨有轨道渐变和轨道突变两种.
1.卫星轨道的渐变
卫星在运行过程中,会受到外界因素的影响,使卫星的轨道缓慢地发生变化,即轨道逐渐增大或逐渐减小,在卫星轨道逐渐变化的过程中,仍然可以将卫星在每一轨道上的运动看成是匀速圆周运动.分析这类问题的关键是要判断出卫星是做离心运动还是向心运动,分清卫星运行的轨道半径是变大还是变小.
2.卫星轨道的突变
在发射卫星的过程中,为使卫星在很短的时间内从一轨道变轨到某一预定轨道,需要启动发动机.现在我国已发射“神舟号”飞船、“嫦娥号”卫星、“萤火一号”火星探测器、“天宫一号”目标飞行器等都需要经过变轨才到达预定的轨道,这种变轨一般都可以看成是突变.有时,在卫星的发射过程中,需要多次变轨,即需要多次启动发动机使卫星轨道发生突变.
3.卫星变轨的特点
(1)卫星在轨道上某点开始加速,向心力大于地球与卫星之间的万有引力,卫星做离心运动,达到另一稳定轨道后继续做圆周运动.由于变轨前的轨道半径r1小于变轨后的轨道半径r2,则变轨后卫星的运行速度v2小于变轨前卫星的运行速度v1.
(2)变轨前后,卫星的机械能一般会发生变化.卫星从低轨道变轨到高轨道,必须点火使卫星加速,而卫星在高轨道上运行时,运行速度减小,则动能减小,重力势能增加.由于点火使卫星变轨,变轨前后的机械能不守恒.
(3)在处理变轨的试题时,出错的原因有:不清楚变轨的实质,对卫星运行的规律和变轨前后的能量关系理解模糊,
模型1 考查变轨前后速度的变化问题
要判断变轨前后速度的变化问题,首先是要分析轨道半径的变化,即卫星是从高轨道变轨到低轨道,还是从低轨道变轨到高轨道;然后再利用万有引力定律和向心力公式判断速度的变化.
模型2 考查变轨前后周期、角速度和能量的变化问题
判断加速度、周期、角速度和能量变化问题的前提是判断轨道半径的变化,然后再根据等式
分析问题.对于能量问题,要知道卫星从低轨道变到高轨道运行时需要点火使卫星加速,变轨后卫星的速度变小,动能变小,重力势能变大,总的机械能变大.
模型3 考查变轨前后的失重问题
卫星、飞船等在高空中运行时,运行的向心力由万有引力提供,即万有引力全部提供卫星、飞船等做匀速圆周运动的向心力,因此,高空运行的物体处于失重状态.卫星、飞船等从一轨道运动到另一轨道时,卫星、飞船等上的物体都处于失重状态.
心灵感应就是量子力学中的量子纠缠?
高一必修物理同步训练题牛顿运动定律
2014物理高一必修同步训练电流
14年高一物理必修同步训练题相互作用章末过关检测卷
物理高一必修同步练习题过关
14年物理高一必修同步训练题曲线运动同步试题和答案
2014物理高一必修同步练习第一章
高一2014年必修物理同步训练练习
2014年高一物理必修同步训练题必修一时间
黄昆 固体物理半导体物理学家
14高一必修物理同步训练运动
2014高一必修物理同步训练必修一第一章
物理2014年高一必修同步练习相互作用
14年物理高一必修同步练习题运动的描述
物理2014年高一必修同步训练题鹤岗一中
14高一必修物理同步训练题力的练习
14物理高一必修同步训练牛顿的万有引力试题
2014年物理高一必修同步训练研究
人教版八年级物理下册《11.2功率(第2课时)》导学案
2014年物理高一必修同步练习题用牛顿运动定律
14物理高一必修同步练习牛顿运动定律
14年高一必修物理同步训练题运动的描述练习
2014年物理高一必修同步训练题必修一重要公式
2014物理高一必修同步训练第三章课后习题答案
14高一物理必修同步训练题力与运动
14物理高一必修同步训练题物理
2014年物理高一必修同步训练题匀变速直线运动
14年物理高一必修同步训练题测量
2014高一必修物理同步训练题第四章章末过关检测
人教版八年级物理下册《11.3动能和势能(第1课时)》导学案
不限 |
物理教案 |
物理课件 |
物理试题 |
不限 |
不限 |
上册 |
下册 |
不限 |
发布时间 |
下载量 |