卫星两种变轨模型

zpshao

高中物理微课室

ID：gzwlwks

关注



名校自主招生物理讲座

卫星变轨的两种变轨模型

文|贺艳伟

模型1：突变模型

卫星由一个圆轨道变轨到另一个圆轨道，需要经过椭圆轨道过渡，变轨必须在椭圆轨道的近地点或远地点进行。





规律总结：

两个不同轨道“切点”处线速度v不相等，图中vⅢ>vⅡB,vⅡA>vⅠ;

同一个椭圆轨道上近地点和远地点线速度大小不相等，从近地点到远地点万有引力做负功，动能减小，引力势能增加，图中vⅡA> vⅡB,EkⅡA>EkⅡB, EPⅡA< EPⅡB;

两个不同圆轨道上线速度不等，轨道半径越大，v越小：vⅠ> vⅢ.

点拨：

卫星稳定运行时的加速度大小只与中心天体距离有关与轨道形状无关。相同质量的卫星在不同轨道上的机械能不相等，“高轨高能，低轨低能”。若为不同卫星，分析时要考虑卫星质量。卫星在不同轨道上经过圆轨道与椭圆轨道相切的点时速度不同，在较高轨道上经过相切的点时速度大于在较低轨道上经过相切的点时的速度。

模型2：缓变模型

卫星在太空运行，长时间微小的阻力做负功使机械能逐渐减小，轨道螺旋式缓慢降低。任一状态仍可视为圆周运动，满足：



故动能：



机械能：



随着轨道半径r减小，动能增大，机械能减小。

卫星飞行一段时间，轨道半径R1减小到R2，由能量守恒定律：



即引力势能的减小量=动能的增加量+内能的增加量，可得产生的热量：

---

近期同类推文：

2018年高考全国Ⅰ卷理综物理第18题题解

滑动摩擦力的空间视角

匀质杆的平衡

自动扶梯有多少级台阶

接触物系中的面关联加速度

直线追击

螺旋线轨道上运动的小球

另类匀变速运动拓展研究

拉格朗日点

宇宙半径

---

本工作室为高中物理一线特高级教师倾力打造的纯公益平台，欢迎关注、置顶、点赞、分享、留言交流！往届已进入大学校园的同学可以取消关注或将本公众号推荐给周围的朋友吧。