一、卫星的变轨问题
1.变轨原理及过程
人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道,如图所示.
(1)为了节省能量,在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上.
(2)在A点点火加速,速度变大,进入椭圆轨道Ⅱ.
(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆轨道Ⅲ.
2.卫星变轨问题分析方法
(1)速度大小的分析方法.
①卫星做匀速圆周运动经过某一点时,其速度满足GMmr2=mv2r即v=GMr.以此为依据可分析卫星在两个不同圆轨道上的速度大小.
②卫星做椭圆运动经过近地点时,卫星做离心运动,万有引力小于所需向心力:GMmr2
③卫星做椭圆运动经过远地点时,卫星做近心运动,万有引力大于所需向心力:GMmr2>mv2r.以此为依据可分析卫星沿椭圆轨道和沿圆轨道通过远地点时的速度大小(即减速近心).
④卫星做椭圆运动从近地点到远地点时,根据开普勒第二定律,其速率越来越小.以此为依据可分析卫星在椭圆轨道的近地点和远地点的速度大小.
(2)加速度大小的分析方法:无论卫星做圆周运动还是椭圆运动,只受万有引力时,卫星的加速度an=Fm=GMr2.