沿赤道切线向东和向西发射近地卫星耗能的计算

1引言众所周知,由于地球自西向东自转,从而向东发射卫星比向西发射节省能量.但是,两种情况下所需的发射能量究竟应如何算?向西发射究竟多消耗多少能量?却有2种不同算法和结果,且差异极大.下面我们以在赤道表面发射近地卫星为例来讨论.已知赤道上各点自西向东的线速度为v0=2πTR     

向西发射卫星到底多消耗多少能量?

笔者认为(陕西人民教育出版社出版的)《高中物理———2轮导与练》有一题的答案不妥,现与编者商榷.图1题目:如图1所示,在赤道上,发射两颗质量相同、沿赤道正上方圆形近地轨道绕地心做圆周运动的卫星A和B.A向正东方发射,B向正西方发射.不计空气阻力影响,但要考虑地球自转的作用.     

参照物与物体的运动

要研究物体的运动情况,必须选择参照物.而在选择参照物时,应注意以下几点:1.参照物的选择是任意的,一般说来,任何物体都可以做参照物. 2.参照物的选择应适当,即以研究问题方便、有利于问题的解决为原则. 3.研究同一物体的运动情况,所选参照物不同,最后结论一般来说就不同. 4.当我们选定某一物体为参照物时,不论其实际上静止还是运动,我们都认为它是静止的.若被研究的物体相对于参照物的位置改变了,则说该物体是运动的;若相对于参照物的位置不变,则说该物体是静止的.比如,爸爸骑摩托车把小明由家中带到学校,在途中若以…     

殊途同归——谈人造地球卫星发射能量的两种计算

由于地球在自转,因而在发射卫星时,我们可以利用地球的自转,尽量减少发射人造卫星时火箭所提供的能量.到底可以节省多少能量呢?下面就让我们一起来欣赏下面2种不同的能量计算方法.     

天体运行中的速度和加速度

在公式繁多、变量之间关系复杂的天体运行及卫星运动问题中,速度和加速度是两个起决定作用的物理量,它们对解决与万有引力相关的运动学和动力学问题至关重要。一、天体运行中的速度1三个宇宙速度第一宇宙速度7.9km/s既是人造天体发射时不落回地面的最小速度,又是环绕地球圆轨道运行卫星的最大速度,以这一速度沿地球表面运行卫星的最小周期接近85min,这里的7.9km/s指的是卫星对地心的速度。例1在赤道上发射两颗质量相等,沿赤道正上方圆形近地轨道绕地球做匀速圆周运动的     

初二物理第二章同步检测题

一、选择题(每小题2分,共24分) 1.关于机械运动,下列说法正确的是() A.对一列行驶中的火车.选不同的参照物,火车运动状态一定不同 B.对一列行驶中的火车,选不同的参照物,火车运动状态的描述一定相同 C.只有静止的物体,才能被选作参照物 D.参照物是可以任意选的 2.正常人步行的速度大约是()A .1 .2n护sC .1 .2fnl/sB .1 Znl/sD .1 .2knl/s A.汽车从启动到停止用了155,通过45m路程,它是做匀速直线运动 B.在同一辆行驶的车厢内坐着两个人,以其中一人为参照物,另一人静止 C.只有不动的物体才能被选作参照物 D.以上说法都不对 8.甲物体速度…     

妙用二级结论,巧解竞赛题目

第2 0届全国中学生物理竞赛复赛试题第3题:有人提出了一种不用火箭发射人造地球卫星的设想.其设想如下:沿地球的一条弦挖一通道,如图1所示.在通道的两个出口处A和B ,分别将质量为M的物体和质量为m的待发射卫星同时自由释放,只要M比m足够大,碰撞后,质量为m的物体即待发射的卫星就会从通道口B冲出通道;设待发射卫星上有一种装置,在待发射卫星刚离开出口B时,立即把待发射卫星的速度方向变为沿该处地球切线方向,但不改变速度的大小.这样待发射卫星便有可能绕地心运动,成为一个人造卫星.若人造卫星正好沿地球表面绕地心做圆周运动,则地心到该…     

地球表面重力加速度的异常及应用

1 地球表面的重力加速度 地面上的任何物体,因为受到地球的吸引,使物体同时受到两个效果力的作用,一个是用来维持和地球同步自转的向心力,另一个就是物体的重力.如图1所示,P为向心力,F为万有引力,G0为重力.向心力随物体转动半径r增大而增大,在两极上为0,在赤道上最大.不过赤道上的向心力仅只相当于引力的0.3%,所以重力大惯性离心力的合力示意图小可近似等于地心万有引力.也因向心力的存在,除在赤道或两极外,重力G0的方向是不会准确地指向地心的.     

相遇和追击中参照物的选择

机械运动具有相对性,选择不同的参照物,物体的运动情况可能不一样.我们平时描述地面上物体的运动情况时,不指明参照物即是选择地面为参照物,我们在研究相关问题时也习惯     

一题多思 巧解行程问题

运动是自然界中最普遍存在的现象,一切物体都处在不停的运动中,而我们平时所说的运动和静止是相对于参照物而言的.参照物选择的不同,则物体的运动情况就有可能不同。在解决有关行程问题时,如果选择合适的参照物,则能使情景化复杂为简化,可以帮助我们分析和解决问题。现举例如下,     

例析赤道上随地球自转的物体和近地卫星的区别

赤道上物体随地球自转的轨迹和近地卫星的轨迹都可以看作圆,近地卫星的轨道半径和地球半径近似相同,而且圆心都是地心,因此赤道上随地球自转的物体的轨道往往易和近地卫星的轨道混淆在一起,导致这类问题出错,实际上它们二者是完全不同的.1它们的受力情况不同放在赤道上的物体随地球自转时是受两个力的作用：一个是地球对它的万有引力,另一个是地面对物体的支持力.     

匀速运动 速度

(一)重点解读1.参照物的选择在描述物体运动的情况时,被事先选定为假定不动的物体,叫做参照物。这里要注意三点:(1)参照物的选择是任意的,通常情况下都选地面作为参照物;(2)对同一物体,由于参照物的选择不同,得到的结论也可能不同。如坐在汽车里的乘客,相对于汽车是静止的,而相对于公路两岸的树木则是运动的。(3)在研究两个或两个以上物体的运动情况时,应选取同一个参照物。2.匀速直线运动中的速度速度用来表示物体运动的快慢程度。如果物体沿直线运动,而且运动的快慢程度始终不变,这种运动被称为匀速直线运动。这里“匀速”二字的意思是“…     

应用万有引力定律需要注意的十点

万有引力定律是高中物理的核心内容之一,是现代空间技术的理论基础,应用万有引力定律分析计算天体和卫星类问题是高考的热点内容之一.在应用万有引力定律时我们需要注意以下十点:一、应用万有引力定律时一定要注意其适用条件例1设想地球没有自转,向下通过地心把地球钻通.如果从这个通过地心的笔直的通道的一端无初速释放一个质点,下列说法正确的是().A.质点运动到地心时,它与地心之间的距离为零,根据万有引力定律F=GMr2m,r等于零时,地球对质点的万有引力为无穷大B.质点运动到地心时,地球对它的万有引力为零C.质点在所述的管道中将做往返…     

巧妙转化参照物 简化相对运动计算

在研究物体的相对运动时,参照物的选择是任意的.我们习惯于选择地面或相对于地面静止的物体为参照物,但有时选择相对于地面运动的物体为参照物可能会使解题过程变得简单、方便、快捷.下面简单举例来说明.例1一艘船在河中逆流而上,河水流速为3米/秒,经过一座桥时,船上一只木箱掉     

巧解有关“参照物”的题型

初中物理中物质运动一章,时常出现给定一个物体的运动情况,要判断此物体有这种运动情况所选用的参照物,或者给出几个物体的相关运动情况,要判断这些物体以另一物体为参照物的运动情况.这些题型对初学者来说感到难以下手,这里介绍一种用数学方法来“求解”参照物或判断物体运动情况的方法.这种方法的依据是:“物体的运动和静止是相对于参照物来说的”.所以不妨假设物体相对于地面(即以地面为参照物)的速度为v物,选择的参照物相对于地面的速度为v参,并且选取参照物相对于地面运动速度v参的方向为正方向,如果某物体运动方向与v参相反,那在它的速度前加“-”号.     

怎样确定我们脚下地球的另一端

在有关重力的教学过程中，有这样的一个话题：我们脚下地球的另一端在哪里？是什么地方？对于这样的话题，曾经有两种说法，第一种说法是：在我们脚下地球的另一端是关于地轴对称的地方，也就是说，我们脚下地球的那一端是美国．第二种说法是：在我们脚下地球的另一端在过地心的连线上。关于地心对称的地方，即阿根廷、智利、玻利维亚、多拉圭、秘鲁等国．这两种说法对吗？笔者认为第一种说法不一定对，这种说法只有在赤道上时才对，而在其他地方就不对了．第二种说法则不够恰当．[第一段]     

同步卫星是静止的还是运动的

1984年4月8日,我国成功地发射了第一颗地球同步通信卫星．这颗卫星之所以叫同步卫星,是由于它被发射到轨道上之后,它和地球是同步运转的．同步卫星绕地球一圈所需的时间和地球自转一圈所用的时间相等,即对小时56分4秒．那么,同步卫星是静止的还是运动的呢？关于这个问题,同学们不能盲目回答回答之前,我们应当清楚：①研究一个物体是运动的还是静止的,要看我们选择谁为参照物③参照物选定之后,还要看被研究的物体相对于参照物的位置是否发生了改变．因此,关于同步卫星是静止的还是运动的,应这样回答：若以地球为参照物,同步卫星…     

第23届全国中学生物理竞赛预赛压轴题第一问的三种解法

原题从赤道上的 C 点发射洲际导弹,使之精确地击中北极点 N(如图1所示),要求发射所用的能量最少.假定地球是一质量均匀分布的半径为 R的球体,R=6400 km.已知质量为 m 的物体在地球引力作用下做椭圆运动时,其能量 E 与椭圆半长轴 a的关系为E=-G(Mm)/(2a),     

利用正午太阳光线测算某地纬度

【过程设计】1.原理利用二分二至日,太阳光分别直射在赤道、南北回归线上的特殊情况,用简单的量具测量本地纬度。若我们将阳光当成平行光,阳光通过大气出现的折射忽略不计,通过地轴的地球截面又可以视作圆形,则分别可以得到下列情况:(1)春分和秋分日在这两天,阳光都直射赤道(如图1)。由于各地的纬度近似为该地向地心所作的连线与赤道平面的夹角,即为图1     

一种基于TDOA算法的轨道机器人室内定位系统

提出了一种室内轨道机器人的导航方法,该方法利用了一种基于不同到达时间(TDOA)算法的主动定位系统.一种主动式的导航信标系统被使用在该系统中,这种信标包括一个射频通讯模块和超声波发射模块.某一个信标的位置可以通过信标和两个固定在轨道机器人上的超声波接收模块之间的距离关系来确定.当信标上的射频通讯模块接收到机器人的同步命令后,超声波发射模块就会发射超声波信号,根据超声波和射频信号在空气中不同的传播速度可以计算出信标到两个超声波接收模块的距离.然后在利用TDOA算法可以在机器人坐标系中得到信标的位置坐标,再利用坐标转换就可以得到机器人在室内全局坐标系的位置.同时,一种基于计算几何精度因子(GDOP)的信标选择策略也被提出,用于选择信标.通过实验证明了方法在实际应用中的可行性.