㈠ 高中物理卫星追及并对接的问题
先给你一段结论以及对这段结论的一些常见的不理解之处:
1.速度小者追速度大者
书上写了几个特点:
(1)两者速度相同以前,后面物体与前面物体之间的距离逐渐增大。
(2)两者速度相同时,两物体相聚最远为x0(0是右下角的角码)+△x。
(3)两者速度相同后,后面物体与前面物体之间距离逐渐减小。
注意:△x是开始追击以后,后面物体因为速度大而比前面物体多运动的位移。
x0是指开始追击之前两物体之间的距离。
问题:为什么后面物体在加速,在两者速度相同以前,两者之间距离还在增大呢?后面物体不是速度在不断增加吗?两者距离应该缩小啊。还有那个△x和x0是什么意思,搞不懂。
2.速度大者追速度小者
(1)若△x=x0,则恰能追及,两物体只能相遇一次。
(2)若△x>x0,则相遇两次
(3)若△x<x0,则不能追及,此时两物体最小距离是x0-△x。
我对这段话的理解:
第一个好理解一点,第二个需要用一个物理题目,解释一下你就清楚了
分析:
第一个结论:
这里指的条件是:
速度小者追速度大者,且速度小者的加速度要大于速度大者;最常见的通常情况是一个速度从零开始的a物体以某一恒定的加速度追它前方的一个匀速运动的物体b;
而这个追赶的过程中可以分为三个阶段:
第一阶段,a从静止开始加速,b在匀速,但是a的速度还没有达到b的速度(很显然,从静止加速到一定的速度是需要时间的)。这个过程中,由于va<vb,换句话就是b跑的比a快,所以a、b之间的距离拉大。
第二阶段,a的速度恰好等于b的速度(由于a在加速,b在匀速,所以a肯定能达到b的速度,但是注意:a还没有赶上b!)
第三阶段,a的速度始终大于b的速度,并最终赶超b,这个过程中二者的距离是在不断缩小的。
第二个结论:
这个结论的条件恰恰相反,处在后面的a物体初始速度很大,b物体的速度比a小。显然,如果a不减速,将会撞上b(或者叫追上b)。题目中的假设就是a在减速,这样的结果就可能撞不上。
如果我们假设a在做减速,而b一直保持匀速,那么这里有三个阶段:
第一阶段:虽然a在减速,但a的速度还是大于b,由于a在后方追赶b,所以距离不断缩小;
第二阶段:a的速度减小到与b相等
第三阶段:a继续减速,b匀速,所以ab距离越来越大。
能不能撞上和撞几次的关键在于最小距离△x出现在哪个阶段,
具体情况就是:
在第一阶段的过程中,距离不断缩小,很可能在第二阶段之前,也就是a的速度与b相等之前,ab就相遇了。即△x等于零了。再往后走的话,△x就等于负了,也就是说a在前面,而b在后面。很明显,b虽然暂时在后面,但b肯定能再次追上a并且反超。所以撞了两次。
撞一次和不撞的情况就不赘述了。
给你出一个题目参考:
一辆轿车a在以速度va=30m/s行驶过程中,发现正前方61米处有一辆推土机b,b的速度为5m/s,为避免相撞,a以加速度为5m/s²紧急刹车,而b继续匀速行驶。请问汽车a会不会撞上b?
答案是:
撞上
㈡ 卫星变轨速度如何变
在最外的轨道中,由gmm/r^2=mv^2/r可知,卫星的速度最小。当它向内变轨是,必须减速,受到万有引力的作用,它进入内轨。
由于机械能守恒,卫星减小的势能转化为动能,卫星速度增大,重新稳定,变轨成功。
由内轨变外轨的原理与此相反。
对接时,卫星仍处于匀速圆周运动状态。飞船与之接轨如卫星一样,两者相对静止时接轨完成。
㈢ 高中物理问题:请详细解释卫星如何变轨,请写下公式和计算过程。非常感谢!
地球为一个焦点
随着离地球越来越远,小圆轨道变到
椭圆轨道
一般情况下可以用
能量守恒
计算
列两个
万有引力
提供
向心力
的式子
求出两个速度
用
动能定理
计算需要提供的能量
小圆轨道变到椭圆轨道速度需要提供能量,动能不断转化为势能
到远地点时速度最小,所以这里的速度就是整个过程中最小的速度,速度最大,卫星首先进入
近地轨道
,从椭圆轨道进入大圆轨道,因为卫星在远地点在此点火进入这个点所在的圆形轨道:通过向心力公式----v=√GM/,点火,速度增大,半径越大,使
宇宙飞船
加速
从小圆轨道变到椭圆轨道必须加速
此时做
离心运动
,平稳运行后,此时要加速,
线速度
越小,都要加速
在火箭的携带下;R也可知道,速度最小。(PS,远地点,在这轨道的
近地点
,进入以地球为焦点的椭圆轨道,才能从椭圆轨道进入大圆轨道
否则要作
向心运动
又回去了
综上。)
㈣ 高中物理卫星变轨的过程是怎样的
如果需要降低运行轨道,应该是先减速,由于引力大于需要的向心力,卫星将“飞”向地球,势能变动能,从而降低飞行高度同时也增大速度。到了轨道高度下方后,调整好姿势,再加速达到低轨道需要的环绕速度。反之,需要增加轨道高度,则需要调整方向向上,动能变势能,到达预定轨道上方后,调整好姿势与速度。
㈤ 高中物理关于卫星变轨
卫星在空中,满足万有引力=向心力,GMm/r²=mv²/r,可得GM=v²r(M为地球质量,r为卫星到地心的距离)。也就是说,v²r是一个不变的常量。
卫星的线速度v减小则圆轨道半径r增大(不要把卫星的线速度v和地面发射速度混在一起,地面发射速度越大就越能提供能量来摆脱星球引力),小圆轨道变轨到大圆轨道是减速的,可以通过施加与v1反向的作用力来实现,但这个过程比较慢。另一个途径是,借助变轨推进器使卫星快速到达大圆轨道,在到达预定的大圆轨道之前再做减速。这样,卫星在小圆轨道的线速度为v1,加速到大圆轨道前再减速,使线速度为v2<v1(满足GM=v²r),这样卫星才能在大圆轨道上稳定(匀速圆周运动)。(注意:这个过程可以通过减速或加速再减速两种方式达到)
卫星从线速度为v2的大圆轨道变轨至线速度为v1的小圆轨道,则只能通过加速运动做到。近地轨道的加速运动可以通过调整线速度角度、充分利用引力来作用实现。
卫星变轨中,椭圆轨道是小圆轨道和大圆轨道间的过渡,当然它们也可以一直做椭圆轨道运动,但这一般不符合我们的需要。在椭圆轨道的近地点,卫星线速度最大;在椭圆轨道的远地点,卫星线速度最小。利用椭圆轨道这个性质,卫星可以通过调整线速度角度,使卫星轨道为椭圆轨道,在近地点线速度最大时变到小圆轨道,在远地点线速度最小变到大圆轨道。这样,变轨使用的能量最小。
㈥ 高中物理,人造卫星变轨整个过程和速度怎么变化同步卫星
1、首先将卫星发射到近地轨道,在近地轨道火箭点火加速,卫星作离心运动,进入椭圆轨道,近地点速度最大,远地点速度小。
2、在远地点火箭点火加速,卫星进入圆形轨道,速度增大。
循环1、2直到进入同步卫星轨道。
注意:同步卫星轨道的速度比近地轨道的速度小。
㈦ 高中物理卫星变轨问题详细过程是什么
从低轨到高轨是要克服万有引力做功,所以需要有一个力对物体做正功,而对卫星做功是通过喷气实现的,在低轨上要向高轨运动,所以就要有个外力对它做正功,对它做了正功就会让他的动能增加,速度变大,于是就开始做离心运动;
但是在离心的过程中要克服万有引力做功,所以速度又会变小,由圆轨道只经过一次变轨是不可能变成高轨圆轨道的,只会变成椭圆轨道,要变成高轨,还必须从远地点再次变轨,而在远地点时,运行的速度又是最小的,再变轨又重复以上我说的那个过程。
从能量角度分析
估算:设人造卫星的质量为2吨,原轨道半径为342.8公里,现变轨到349公里。该人造卫星的重力势能增加值为(假设该过程中重力加速度值无变化,且值为10米/秒2)在这个过程中该人造卫星的动能减少值为(万有引力恒量G = 6.67×10^-11牛·米^2/千克^2,地球质量M = 5.98×10^24千克)
由以上估算可以看出——该人造卫星在变轨(由低轨道升至高轨道)的过程中,引力势能增加值远远大于动能减少值。
以上内容参考:网络-卫星变轨
㈧ 高中物理 卫星变轨问题
第一次加速:卫星需要的向心力
r
mv2
增大了,但万有引力
2
r
GMm没变,因此卫星开始做离
心运动,进入椭圆形的转移轨道Ⅱ。点火过程有化学能转化为机械能,卫星的机械能增大。
在转移轨道上,卫星从近地点P向远地点Q运动过程只受重力作用,机械能守恒。重力做负功,重力势能增加,动能减小。在远地点Q处,如果不进行再次点火加速,卫星将继续沿椭圆形轨道运行,从远地点Q回到近地点P,不会自动进入同步轨道。这种情况下卫星在Q点受到的万有引力大于以速率v3沿同步轨道运动所需要的向心力,因此卫星做向心运动。
为使卫星进入同步轨道,在卫星运动到Q点时必须再次启动卫星上的小火箭,短时间内使卫星的速率由v3增加到v4,使它所需要的向心力
r
mv24
增大到和该位置的万有引力大小恰好相等,
这样才能使卫星进入同步轨道Ⅲ做匀速圆周运动。该过程再次启动火箭加速,又有化学能转化为机械能,卫星的机械能再次增大。
结论是:要使卫星由较低的圆轨道进入较高的圆轨道,即增大轨道半径(增大轨道高度h),一定要给卫星增加能量。与在低轨道Ⅰ时比较(不考虑卫星质量的改变),卫星在同步轨道Ⅲ上的动能Ek减小了,势能Ep增大了,机械能E机也增大了。增加的机械能由化学能转化而来。
㈨ 高中物理 关于同步卫星
1这个速度说的是角速度,线速度当然不一样,线速度是和半径成比例关系的,同步卫星和地面的东西有同样的角速度是因为,地球上的物体(除了地球本身)还受相对地面的静摩擦力啊,所以不单受重力和支持力。这就相当于车带着你,你就和车具有相同速度一样。
2在做圆周运动的物体速度变大,向心力不变,那半径肯定是变大的,所以从低轨道进行加速半径会越来越大,然后就能靠近并接触空间站
3这个可能是你理解周期错了,贴着地面的卫星它要做圆周运动,那它的速度就要求很快。你想象一下一个人站在赤道上扔一块砖,如果这个人力气很大,能把砖扔出去绕地球转一圈。假如这块砖绕地球的周期比人还大那不是它会在你后面跑了!人的周期现在是约等于24小时啊!
4这个嘛,你也理解错了,你把它想象成抛物运动了,其实他不是单单受重力的。如果他是在太空先是做圆周运动再做近心运动的话那也要先减速,因为他要脱离原轨道,除了加速就是减速,前面说了加速的话是做离心运动。但是他减速后速度方向就变了这是他如果停止减速的力(只受重力),那它肯定是要加速了,加速到一定速度就会在另一个近地轨道上作绕地运动,实际情况是它还受空气阻力,所以它不可能做近地圆周运动。
㈩ 高中物理天体运动中卫星对接,为什么只可以从低空向
如果高中物理中是这样的话,那么这样说就是以下原因:卫星都是从地球发射的,从低空向高空对接省事,从低轨道向高轨道变只需要减速即可,比较简单。但实际也可以从高空向低空对接