高中物理。人造卫星变轨的问题

Question

如题所述

Answer 1

高中阶段我们不考虑除向心力外还有变外力的圆周运动。所以加速过程只要理解成点一下火就可以了。实际上当然是点火加速了一段时间，可是如果考虑加速的时间的话运动情况就会变得相当复杂，需要使用大学的微积分知识解决。
简单的可以理解成：加速使飞船获得更多能量，从而使轨道的半长轴更大。
高中阶段的卫星变轨过程可以参照这张图理解：卫星从绿色的低轨开始，先在A点加速，使卫星进入到红色的椭圆轨道。椭圆轨道的两个焦点分别为中心天体和C点。可以看出椭圆的半长轴大于绿色轨道的半径而小于蓝色轨道的半径。
卫星在红色椭圆轨道运行半个周期后到达远日点B。再进行第二次加速。使卫星的速度恰好能完成在蓝色轨道的圆周运动。
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万有引力大小只和两个质点的距离有关，显然在远日点的引力小一些，根据开普勒第三定律，它的速度也会慢一些。在椭圆轨道中距离的大小周期性变化。