人造卫星速度问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/10 11:44:03
一个卫星绕地球做轨道为椭圆的曲线运动,在远地点变轨后做匀速圆周运动,问变轨前后在远地点的速度谁大? 我是这样想的:教材上说做椭圆运动时的速度介于第一与第二宇宙速度之间,而做匀速圆周的速度小于等于第一宇宙速度,所以是椭圆时的速度大。 但是我又觉得椭圆运动可以看成是在远地点后的近心运动,这样想的话椭圆时的速度就要小些,到底哪个对?

你对这个问题的思考就已经错了,这是对概念的模糊照成的
首先我先讲下宇宙第一速度和宇宙第二速度的概念
宇宙第一速度:能使物体绕地球近地面做匀速圆周运动的 初始 速度 称为宇宙第一速度
宇宙第二速度:能使物体脱离地球 绕太阳转动的 初始 速度称为宇宙第二速度
要注意初始这一个重要的词 因为物体在飞离地球的过程中 会受到地球的引力 这个力对物体做负功 他的速度是会减小的
所以这个问题其实根本不能用第一第二宇宙速度来解决 因为他们已经能绕地球做“公转” 即他们在起飞期间的速度已经达到第一宇宙速度 又因为他们没有脱离地球 而都是绕地球转动 那么他们起飞期间前都没有达到第二宇宙速度 宇宙第一二速度都是指起飞速度 和最后稳定在外太空的速度是两个概念
我还是先给出结论吧 结论是变轨后的速度大
我把问题说的详细点 可能字有点多 不过 可能会反映出你很多的不足 要注意反思啊
那么要怎么分析呢
可以这样想
首先 物体具有保持原先运动的趋势即如果开始静止 那么如果不受外力 他就一直静止 如果物体开始有一定速度 那么在合外力为0时 他会继续以这个速度做匀速直线运动 这就是惯性定理
所以 物体的运动状态如果由合外力和质量决定
明白这个关系后我们来解决你那个问题
因为物体具有惯性 所以物体自己是不会主动做圆周运动的 必须要有个一狠特别的合外力 作用在他身上才能使他做圆周运动 这就是你们学的向心力 他的特点我不用多说了吧
这个力的大小由物体运动速度和运动轨迹的半径决定 定量的大小关系可以用那条公式算出
也就是说
如果一个物体要做圆周运动 在力给定的情况下 他必须达到一定的速度
如果物体的速度小于这个速度 那么他就会做向心运动 也就是“被拉回来”即卫星运动到椭圆的远地点 然后又被拉回来
如果物体的速度大于这个速度 那么他就会做离心运动 也就是“曲线的飞出去”和“渐开线”很像
所以 卫星在椭圆的远地点 之所以会向里飞是因为他在那的速度不够大 不够维持那么大半径的圆周运动 才会“被拉回来”的。在“回去”的过程中 引力做正功 速度变大 然后到了近地点 速度又太大了 又飞出去....