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高中物理衛星如何接軌

發布時間:2022-11-25 22:57:44

㈠ 高中物理衛星追及並對接的問題

先給你一段結論以及對這段結論的一些常見的不理解之處:
1.速度小者追速度大者
書上寫了幾個特點:
(1)兩者速度相同以前,後面物體與前面物體之間的距離逐漸增大。
(2)兩者速度相同時,兩物體相聚最遠為x0(0是右下角的角碼)+△x。
(3)兩者速度相同後,後面物體與前面物體之間距離逐漸減小。
注意:△x是開始追擊以後,後面物體因為速度大而比前面物體多運動的位移。
x0是指開始追擊之前兩物體之間的距離。
問題:為什麼後面物體在加速,在兩者速度相同以前,兩者之間距離還在增大呢?後面物體不是速度在不斷增加嗎?兩者距離應該縮小啊。還有那個△x和x0是什麼意思,搞不懂。
2.速度大者追速度小者
(1)若△x=x0,則恰能追及,兩物體只能相遇一次。
(2)若△x>x0,則相遇兩次
(3)若△x<x0,則不能追及,此時兩物體最小距離是x0-△x。
我對這段話的理解:
第一個好理解一點,第二個需要用一個物理題目,解釋一下你就清楚了
分析:
第一個結論:
這里指的條件是:
速度小者追速度大者,且速度小者的加速度要大於速度大者;最常見的通常情況是一個速度從零開始的a物體以某一恆定的加速度追它前方的一個勻速運動的物體b;
而這個追趕的過程中可以分為三個階段:
第一階段,a從靜止開始加速,b在勻速,但是a的速度還沒有達到b的速度(很顯然,從靜止加速到一定的速度是需要時間的)。這個過程中,由於va<vb,換句話就是b跑的比a快,所以a、b之間的距離拉大。
第二階段,a的速度恰好等於b的速度(由於a在加速,b在勻速,所以a肯定能達到b的速度,但是注意:a還沒有趕上b!)
第三階段,a的速度始終大於b的速度,並最終趕超b,這個過程中二者的距離是在不斷縮小的。
第二個結論:
這個結論的條件恰恰相反,處在後面的a物體初始速度很大,b物體的速度比a小。顯然,如果a不減速,將會撞上b(或者叫追上b)。題目中的假設就是a在減速,這樣的結果就可能撞不上。
如果我們假設a在做減速,而b一直保持勻速,那麼這里有三個階段:
第一階段:雖然a在減速,但a的速度還是大於b,由於a在後方追趕b,所以距離不斷縮小;
第二階段:a的速度減小到與b相等
第三階段:a繼續減速,b勻速,所以ab距離越來越大。
能不能撞上和撞幾次的關鍵在於最小距離△x出現在哪個階段,
具體情況就是:
在第一階段的過程中,距離不斷縮小,很可能在第二階段之前,也就是a的速度與b相等之前,ab就相遇了。即△x等於零了。再往後走的話,△x就等於負了,也就是說a在前面,而b在後面。很明顯,b雖然暫時在後面,但b肯定能再次追上a並且反超。所以撞了兩次。
撞一次和不撞的情況就不贅述了。
給你出一個題目參考:
一輛轎車a在以速度va=30m/s行駛過程中,發現正前方61米處有一輛推土機b,b的速度為5m/s,為避免相撞,a以加速度為5m/s²緊急剎車,而b繼續勻速行駛。請問汽車a會不會撞上b?
答案是:
撞上

㈡ 衛星變軌速度如何變

在最外的軌道中,由gmm/r^2=mv^2/r可知,衛星的速度最小。當它向內變軌是,必須減速,受到萬有引力的作用,它進入內軌。
由於機械能守恆,衛星減小的勢能轉化為動能,衛星速度增大,重新穩定,變軌成功。
由內軌變外軌的原理與此相反。
對接時,衛星仍處於勻速圓周運動狀態。飛船與之接軌如衛星一樣,兩者相對靜止時接軌完成。

㈢ 高中物理問題:請詳細解釋衛星如何變軌,請寫下公式和計算過程。非常感謝!

地球為一個焦點
隨著離地球越來越遠,小圓軌道變到
橢圓軌道
一般情況下可以用
能量守恆
計算
列兩個
萬有引力
提供
向心力
的式子
求出兩個速度

動能定理
計算需要提供的能量
小圓軌道變到橢圓軌道速度需要提供能量,動能不斷轉化為勢能
到遠地點時速度最小,所以這里的速度就是整個過程中最小的速度,速度最大,衛星首先進入
近地軌道
,從橢圓軌道進入大圓軌道,因為衛星在遠地點在此點火進入這個點所在的圓形軌道:通過向心力公式----v=√GM/,點火,速度增大,半徑越大,使
宇宙飛船
加速
從小圓軌道變到橢圓軌道必須加速
此時做
離心運動
,平穩運行後,此時要加速,
線速度
越小,都要加速
在火箭的攜帶下;R也可知道,速度最小。(PS,遠地點,在這軌道的
近地點
,進入以地球為焦點的橢圓軌道,才能從橢圓軌道進入大圓軌道
否則要作
向心運動
又回去了
綜上。)

㈣ 高中物理衛星變軌的過程是怎樣的

如果需要降低運行軌道,應該是先減速,由於引力大於需要的向心力,衛星將「飛」向地球,勢能變動能,從而降低飛行高度同時也增大速度。到了軌道高度下方後,調整好姿勢,再加速達到低軌道需要的環繞速度。反之,需要增加軌道高度,則需要調整方向向上,動能變勢能,到達預定軌道上方後,調整好姿勢與速度。

㈤ 高中物理關於衛星變軌

衛星在空中,滿足萬有引力=向心力,GMm/r²=mv²/r,可得GM=v²r(M為地球質量,r為衛星到地心的距離)。也就是說,v²r是一個不變的常量。
衛星的線速度v減小則圓軌道半徑r增大(不要把衛星的線速度v和地面發射速度混在一起,地面發射速度越大就越能提供能量來擺脫星球引力),小圓軌道變軌到大圓軌道是減速的,可以通過施加與v1反向的作用力來實現,但這個過程比較慢。另一個途徑是,藉助變軌推進器使衛星快速到達大圓軌道,在到達預定的大圓軌道之前再做減速。這樣,衛星在小圓軌道的線速度為v1,加速到大圓軌道前再減速,使線速度為v2<v1(滿足GM=v²r),這樣衛星才能在大圓軌道上穩定(勻速圓周運動)。(注意:這個過程可以通過減速或加速再減速兩種方式達到)
衛星從線速度為v2的大圓軌道變軌至線速度為v1的小圓軌道,則只能通過加速運動做到。近地軌道的加速運動可以通過調整線速度角度、充分利用引力來作用實現。
衛星變軌中,橢圓軌道是小圓軌道和大圓軌道間的過渡,當然它們也可以一直做橢圓軌道運動,但這一般不符合我們的需要。在橢圓軌道的近地點,衛星線速度最大;在橢圓軌道的遠地點,衛星線速度最小。利用橢圓軌道這個性質,衛星可以通過調整線速度角度,使衛星軌道為橢圓軌道,在近地點線速度最大時變到小圓軌道,在遠地點線速度最小變到大圓軌道。這樣,變軌使用的能量最小。

㈥ 高中物理,人造衛星變軌整個過程和速度怎麼變化同步衛星

1、首先將衛星發射到近地軌道,在近地軌道火箭點火加速,衛星作離心運動,進入橢圓軌道,近地點速度最大,遠地點速度小。
2、在遠地點火箭點火加速,衛星進入圓形軌道,速度增大。
循環1、2直到進入同步衛星軌道。
注意:同步衛星軌道的速度比近地軌道的速度小。

㈦ 高中物理衛星變軌問題詳細過程是什麼

從低軌到高軌是要克服萬有引力做功,所以需要有一個力對物體做正功,而對衛星做功是通過噴氣實現的,在低軌上要向高軌運動,所以就要有個外力對它做正功,對它做了正功就會讓他的動能增加,速度變大,於是就開始做離心運動;

但是在離心的過程中要克服萬有引力做功,所以速度又會變小,由圓軌道只經過一次變軌是不可能變成高軌圓軌道的,只會變成橢圓軌道,要變成高軌,還必須從遠地點再次變軌,而在遠地點時,運行的速度又是最小的,再變軌又重復以上我說的那個過程。

從能量角度分析

估算:設人造衛星的質量為2噸,原軌道半徑為342.8公里,現變軌到349公里。該人造衛星的重力勢能增加值為(假設該過程中重力加速度值無變化,且值為10米/秒2)在這個過程中該人造衛星的動能減少值為(萬有引力恆量G = 6.67×10^-11牛·米^2/千克^2,地球質量M = 5.98×10^24千克)

由以上估算可以看出——該人造衛星在變軌(由低軌道升至高軌道)的過程中,引力勢能增加值遠遠大於動能減少值。

以上內容參考:網路-衛星變軌

㈧ 高中物理 衛星變軌問題

第一次加速:衛星需要的向心力
r
mv2
增大了,但萬有引力
2
r
GMm沒變,因此衛星開始做離
心運動,進入橢圓形的轉移軌道Ⅱ。點火過程有化學能轉化為機械能,衛星的機械能增大。 
在轉移軌道上,衛星從近地點P向遠地點Q運動過程只受重力作用,機械能守恆。重力做負功,重力勢能增加,動能減小。在遠地點Q處,如果不進行再次點火加速,衛星將繼續沿橢圓形軌道運行,從遠地點Q回到近地點P,不會自動進入同步軌道。這種情況下衛星在Q點受到的萬有引力大於以速率v3沿同步軌道運動所需要的向心力,因此衛星做向心運動。 
為使衛星進入同步軌道,在衛星運動到Q點時必須再次啟動衛星上的小火箭,短時間內使衛星的速率由v3增加到v4,使它所需要的向心力
r
mv24
增大到和該位置的萬有引力大小恰好相等,
這樣才能使衛星進入同步軌道Ⅲ做勻速圓周運動。該過程再次啟動火箭加速,又有化學能轉化為機械能,衛星的機械能再次增大。 
結論是:要使衛星由較低的圓軌道進入較高的圓軌道,即增大軌道半徑(增大軌道高度h),一定要給衛星增加能量。與在低軌道Ⅰ時比較(不考慮衛星質量的改變),衛星在同步軌道Ⅲ上的動能Ek減小了,勢能Ep增大了,機械能E機也增大了。增加的機械能由化學能轉化而來。

㈨ 高中物理 關於同步衛星

1這個速度說的是角速度,線速度當然不一樣,線速度是和半徑成比例關系的,同步衛星和地面的東西有同樣的角速度是因為,地球上的物體(除了地球本身)還受相對地面的靜摩擦力啊,所以不單受重力和支持力。這就相當於車帶著你,你就和車具有相同速度一樣。
2在做圓周運動的物體速度變大,向心力不變,那半徑肯定是變大的,所以從低軌道進行加速半徑會越來越大,然後就能靠近並接觸空間站
3這個可能是你理解周期錯了,貼著地面的衛星它要做圓周運動,那它的速度就要求很快。你想像一下一個人站在赤道上扔一塊磚,如果這個人力氣很大,能把磚扔出去繞地球轉一圈。假如這塊磚繞地球的周期比人還大那不是它會在你後面跑了!人的周期現在是約等於24小時啊!
4這個嘛,你也理解錯了,你把它想像成拋物運動了,其實他不是單單受重力的。如果他是在太空先是做圓周運動再做近心運動的話那也要先減速,因為他要脫離原軌道,除了加速就是減速,前面說了加速的話是做離心運動。但是他減速後速度方向就變了這是他如果停止減速的力(只受重力),那它肯定是要加速了,加速到一定速度就會在另一個近地軌道上作繞地運動,實際情況是它還受空氣阻力,所以它不可能做近地圓周運動。

㈩ 高中物理天體運動中衛星對接,為什麼只可以從低空向

如果高中物理中是這樣的話,那麼這樣說就是以下原因:衛星都是從地球發射的,從低空向高空對接省事,從低軌道向高軌道變只需要減速即可,比較簡單。但實際也可以從高空向低空對接

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