2017高考物理變軌模型知識點
2017高考物理變軌模型知識點
目前,高三的同學(xué)已經(jīng)開始了高考復(fù)習(xí),在這一階段的復(fù)習(xí)當(dāng)中,我們要注重對基礎(chǔ)知識的掌握,牢固的基礎(chǔ)知識會為我們今后的深入復(fù)習(xí)打下基礎(chǔ)。以下是學(xué)習(xí)啦小編為您整理的關(guān)于2017高考物理變軌模型知識點的相關(guān)資料,供您閱讀。
2017高考物理變軌模型知識點
變軌模型是衛(wèi)星由于某種原因從一軌道運動到另一軌道,變軌前后衛(wèi)星運行的軌道半徑發(fā)生變化,衛(wèi)星運行的速度、角速度、加速度、能量等相應(yīng)也發(fā)生變化.當(dāng)衛(wèi)星在穩(wěn)定運行時,萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心力,如果衛(wèi)星在穩(wěn)定軌道上運行時向心力發(fā)生變化,那么衛(wèi)星就會偏離原軌道運動,從而做離心或向心運動.常見的衛(wèi)星變軌有軌道漸變和軌道突變兩種.
1.衛(wèi)星軌道的漸變
衛(wèi)星在運行過程中,會受到外界因素的影響,使衛(wèi)星的軌道緩慢地發(fā)生變化,即軌道逐漸增大或逐漸減小,在衛(wèi)星軌道逐漸變化的過程中,仍然可以將衛(wèi)星在每一軌道上的運動看成是勻速圓周運動.分析這類問題的關(guān)鍵是要判斷出衛(wèi)星是做離心運動還是向心運動,分清衛(wèi)星運行的軌道半徑是變大還是變小.
2.衛(wèi)星軌道的突變
在發(fā)射衛(wèi)星的過程中,為使衛(wèi)星在很短的時間內(nèi)從一軌道變軌到某一預(yù)定軌道,需要啟動發(fā)動機.現(xiàn)在我國已發(fā)射“神舟號”飛船、“嫦娥號”衛(wèi)星、“螢火一號”火星探測器、“天宮一號”目標(biāo)飛行器等都需要經(jīng)過變軌才到達預(yù)定的軌道,這種變軌一般都可以看成是突變.有時,在衛(wèi)星的發(fā)射過程中,需要多次變軌,即需要多次啟動發(fā)動機使衛(wèi)星軌道發(fā)生突變.
3.衛(wèi)星變軌的特點
(1)衛(wèi)星在軌道上某點開始加速,向心力大于地球與衛(wèi)星之間的萬有引力,衛(wèi)星做離心運動,達到另一穩(wěn)定軌道后繼續(xù)做圓周運動.由于變軌前的軌道半徑r1小于變軌后的軌道半徑r2,則變軌后衛(wèi)星的運行速度v2小于變軌前衛(wèi)星的運行速度v1.
(2)變軌前后,衛(wèi)星的機械能一般會發(fā)生變化.衛(wèi)星從低軌道變軌到高軌道,必須點火使衛(wèi)星加速,而衛(wèi)星在高軌道上運行時,運行速度減小,則動能減小,重力勢能增加.由于點火使衛(wèi)星變軌,變軌前后的機械能不守恒.
(3)在處理變軌的試題時,出錯的原因有:不清楚變軌的實質(zhì),對衛(wèi)星運行的規(guī)律和變軌前后的能量關(guān)系理解模糊,
模型1 考查變軌前后速度的變化問題
要判斷變軌前后速度的變化問題,首先是要分析軌道半徑的變化,即衛(wèi)星是從高軌道變軌到低軌道,還是從低軌道變軌到高軌道;然后再利用萬有引力定律和向心力公式判斷速度的變化.
模型2 考查變軌前后周期、角速度和能量的變化問題
判斷加速度、周期、角速度和能量變化問題的前提是判斷軌道半徑的變化,然后再根據(jù)等式
分析問題.對于能量問題,要知道衛(wèi)星從低軌道變到高軌道運行時需要點火使衛(wèi)星加速,變軌后衛(wèi)星的速度變小,動能變小,重力勢能變大,總的機械能變大.
模型3 考查變軌前后的失重問題
衛(wèi)星、飛船等在高空中運行時,運行的向心力由萬有引力提供,即萬有引力全部提供衛(wèi)星、飛船等做勻速圓周運動的向心力,因此,高空運行的物體處于失重狀態(tài).衛(wèi)星、飛船等從一軌道運動到另一軌道時,衛(wèi)星、飛船等上的物體都處于失重狀態(tài).
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