卫星变轨问题的处理

一、卫星在圆轨道运行问题的处理若卫星分布在不同的圆轨道,比较各物理量的大小,用天体运动的基本原理即万有引力提供向心力来处理.由万有引力提供全部向心力,     

卫星在轨道上运行与变轨问题教学探析

在高中阶段,天体运动与圆周运动、机械能守恒联系比较密切,公式繁多关系复杂,致使很多学生对这部分内容的推导和理解比较吃力.本文就天体轨道运动和变轨道问题的教学谈谈我的体会,希望对学生学习有所帮助.一、卫星在轨道上运行卫星在圆轨道上运行的学习关键在于对轨道参数的理解和推导.卫星在圆轨道上运行由于仅受到万有引力而且做匀速圆周运动,故万有引力提供向心力,其运动参数只由     

巧用曲率半径突破卫星变轨教学之难点

卫星变轨问题是高中物理一个难点,对很多高三学生来说仍是如此.教师在讲述卫星变轨问题时,一般都是从物体做圆周运动、离心运动或向心运动的条件(即万有引力与向心力的大小关系)出发再结合功能关系进行分析.这种方法因简便易行而得到广泛使用,它的不足是对其中的难点"卫星经过不同轨道上的同一点时速度大小不同"很难做出易被学生理解的解释.笔者提出解决问题的一种办法,即借用曲率半径的概念处理一般曲线运动的方法,对上述问题进行理论推演.希望对高中物理教师突破卫星变轨的教学难点有所帮助.     

“嫦娥一号”的发射、运行与接收

一、正常轨道的运转问题卫星在圆轨道或椭圆轨道上运行,应用开普勒三个定律及万有引力定律来解答问题,涉及到速度、周期、角速度的计算等问题.事例2"嫦娥一号"进入绕地椭圆轨道后,椭圆的一个焦点是地球的球心,如图1所示.在无动力的飘移阶段可以认为卫星只受到地球对它的万有引力的作用,在飞船从轨道的A点沿箭头方向运行到B点的过程中A.飞船的速度逐渐增大B.飞船的速度逐渐减小     

卫星线速度、周期、加速度的比较

<正>不少学生在学习天体运动时,遇到圆轨道和椭圆轨道上的线速度、周期、加速度比较问题时常会感到无从下手,不知道用什么公式去比较.主要原因是对卫星在轨道上运行时万有引力与向心力的关系不清,以及加速度与向心加速度分不清.现将相关内容整理如下:一、同心圆轨道上卫星线速度、周期、加速度的比较卫星绕中心天体做匀速圆周运动,轨道半径为r,根据万     

浅析人造卫星在轨运行速度的变化

人造卫星在轨运行的速度只与卫星所在轨道离地的高度有关,在大气阻力作用下,卫星的机械能减少,轨道高度下降,万有引力对卫星做功,其引力势能减少,其动能增加,故卫星的轨道速度增加;提升卫星离地高度时,卫星的发动机启动而加速,对卫星做功,使其机械能增加,轨道高度升高,卫星克服万有引力做功,其动能减少,而引力势能增加,故卫星的轨道速度减少。     

浅析人造卫星在轨运行速度的变化

人造卫星在轨运行的速度只与卫星所在轨道离地的高度有关,在大气阻力作用下,卫星的机械能减少,轨道高度下降,万有引力对卫星做功,其引力势能减少,其动能增加,故卫星的轨道速度增加;提升卫星离地高度时,卫星的发动机启动而加速,对卫星做功,使其机械能增加,轨道高度升高,卫星克服万有引力做功,其动能减少,而引力势能增加,故卫星的轨道速度减少。     

关于卫星椭圆轨道运行的归类探析

正中学物理中,人造卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供卫星运动的向心力,可以很快求出卫星在圆轨道上运动的速度、加速度、周期等物理量。然而在实际应用中,有不少关于卫星在椭圆轨道运行的问题,卫星在椭圆轨道上运行的速度、加速度、周期等物理量又有什么特点呢?本文就卫星在椭圆轨道运行的几个问题逐一分析说明。     

运用万有引力定律求解天体问题

<正>我在学习中发现涉及万有引力定律的习题大多以天体运动为核心,如运行速度、估算天体质量或平均密度、变轨问题等,解题的中心方法是"万有引力提供向心力"和常用的"黄金代换式"(GM=gR²)。1.赤道上的物体、近地卫星、同步卫星运行参量的比较问题近地卫星与赤道上物体的轨道半径相     

亲兄弟不像亲兄弟,不是亲兄弟倒像亲兄弟——论万有引力定律中三种运动模型的辨别

正在我们学习万有引力定律中,常见的有三种模型:同步卫星、近地卫星、赤道上物体,对于这三种模型混淆不清常常困扰着我们的学生,今天我们用一种类比的方法进行辨别。一、同步卫星是位于赤道上方相对于地面静止不动的一种人造卫星,主要用于全球通信和转播电视信号。同步卫星在赤道上方一定高度环绕地球做匀速圆周运动,受到地球对它的万有引力作用。同步卫星具有四个一定:①定轨道平面:轨道平面与赤道平面共面;②定运动周期:与地球的自转周期相同,即③定运行高度;④定运行速度。一颗同步卫星可以覆盖地球大约40%的面积,若     

弄清五个关系 学好万有引力定律

在学习万有引力定律这部分内容时,弄清以下五个方面的关系,能帮助我们理解掌握这部分知识,并能快速、准确地解答这方面的问题.一、理清两个半径——天体半径和卫星轨道半径在学习万有引力定律这部分知识时,通常把天体看成一个球体,天体的半径就是球的半径,反映了天体的大小.     

阐释卫星变轨问题

<正>天体在圆轨道上稳定运行(做匀速圆周运动)时,物体所受的万有引力恰好提供其做匀速圆周运动所需的向心力,当某时刻速度发生突变,所需的向心力也会发生突变,而突变瞬间万有引力不变。为了分析问题的方便,本文把天体的运动视为匀速圆周运动。一、变轨原理分析1.制动变轨:卫星的速率变小时,使得万有引力大于所需向心力,卫星做近心运动,轨道半径将变小,线速度、角速度变大,周期变     

卫星变轨时速度加速度变化分析与应用

学生在学习天体运动知识及应用相关知识解决实际问题时,往往会感到比较困难,因为这部分知识的学习与运用需要较强的空间想象能力和抽象思维能力,比如比较椭圆轨道上远地点与圆周轨道上速度、加速度问题,就有不少学生觉得较难。为提升学生解决相关问题的能力,文章从一道习题出发,通过理论分析推导卫星变轨时速度加速度的变化,为学生准确分析判别交点处速度、加速度的变化提供帮助。     

从宏观的角度验证万有引力定律

<正>一、探究目的验证牛顿的万有引力定律,即自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与这两个物体的质量m_1和m_2的乘积成正比、与它们的距离r的二次方成反比。表达式:F=G(m_1m_2)/(r~2)。二、验证思路及方法由于万有引力定律具有"宏观性",故以"太阳系中八大行星运行轨迹"为背景,将行星绕太阳转动的轨道近似视为圆形轨道,由于行星绕太阳运动所需的向心力由太阳对行     

谈“三场”中圆周运动的异同

“三场”即万有引力场、电场和磁场.物体在万有引力场中可做匀速圆周运动,如人造地球卫星.带电粒子在电场或磁场中也可做匀速圆周运动.他们即有相同之点,又有不同之处,特别是在外界因素的干扰下,轨道发生变化时,物体的线速度、角速度、周期等物理量是否变化?怎样变化?在高三综合复习阶段,不少学生易于混淆,现归纳比较如下: 一、轨道固定     

从苹果到月亮——课本上的基本定律

引力定律地球和月球是由万有引力联系在一起,同样,引力也支配着沿轨道绕太阳运行的行星的运动。万有引力作用手整个宇宙,不管存在于何处的物体,它们之间都存在相互作用。引力的大小(F)与两个物体质量(m和m')的乘积成正比,与它们之间距离(r)的平方成反比。在表述这一定律的公式中,G等于6.673×10-11米3/(千克·秒2),称为万有引力常数。     

人造地球卫星发射问题探究

人造地球卫星发射中的轨道变换问题历来是人造地球卫星这一节教学中的难点,很多学生在本节中的个别细节问题上常出现不清楚的地方,导致理解错误,本文对卫星发射问题结合数学推理就两个方面做一些探究说明。1椭圆轨道中向心加速度的处理对人造地球卫星我们通常都用匀速圆周运动来处理,卫星做匀速圆周运动的向心力由地球对它的万有引力提供,但是如果卫星在椭圆轨道     

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     

《万有引力定律》检测题

1.对于万有引力定律的表达式F=Gmr12m2,下列说法中正确的是A.公式中G为万有引力常量,它是由实验测得的,而不是人为规定的B.当r趋近于零时,万有引力趋近于无穷大C.m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力D.m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反的,而与m1、m2是否相等无关2.在地球(看作质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星,下面的说法中正确的是A.它们的质量可能不同B.它们的速度可能不同C.它们的向心加速度可能不同D.它们离地心的距离可能不同3.设想人类开发月球,不断地把月球上的矿藏搬运到地球上,假定经过长时间…     

浅谈万有引力定律常见考查题型特点及解题思路

万有引力定律是物理学中的一个基本定律,它描述了两个物体之间的引力关系.在教学和考试中,对万有引力定律的理解和应用是非常重要的.本文旨在对万有引力定律的常见考查题型进行探讨,并提供解题思路.重点分析三种主要的题型:轨道比较问题、双星问题和卫星变轨问题.对于每一种题型,都将提供具体的解题策略,并通过实例进行说明,帮助学生更有效地理解和解决这些题型.