高中物理 卫星变轨

2024-11-01 23:27:38
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回答1:

要说明白这个问题先说下第一宇宙速度:
第一宇宙速度是发射的最小速度, 最大的环绕速度,
就是卫星要发射出去, 低于这个速度, 脱离不了地面,做不了圆周运动
再就是,发射之后,要远离地面,克服重力做功,速度会减小,所以越高一些, ,速度会越小,如果要变高轨道,需要加能量,推!
近地卫星环绕速度大,“”贴地环绕“”的速度就是第一宇宙速度, 同步卫星线速度小一些,,同步卫星角速度和周期与地球自转相同。同步卫星在地球赤道的正上方, 极地卫星过极地绕地运行!

回答2:

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。

回答3:

加速会使所需向心力大于提供向心力,做离心运动,脱轨,你说公式适用于相等时的某一点
同步卫星轨道确定高于近地卫星,可以用公式比较,极地卫星高考涉及不到,一般还会与地球赤道上一点比较,要抓住地球与同步周期相同