高中物理卫星变轨问题？高一物理专题十四：卫星的变轨问题 一、卫星变轨原理 卫星绕天体稳定运行时，其运动状态由万有引力与所需向心力之间的平衡关系决定。稳定运行时：万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，即$F_{万} = F_{n} = mfrac{v^{2}}{r}$（其中$F_{万}$为万有引力，$F_{n}$为向心力，$m$为卫星质量，$v$为卫星速度，$r$为轨道半径）。那么，高中物理卫星变轨问题？一起来了解一下吧。
公式F=GMm/r^2=mv^2/r是万有引力提供向心力的意思，是稳定状态
变轨时单独分析：点火加速，v变大，所需向心力大于原有的万有引力，飞船的轨道升高，此时根据你的公式，r变大，v变小，就是说变轨后A点速度小于变轨前。
不懂可以再问。
高一物理专题十四：卫星的变轨问题
一、卫星变轨原理
卫星绕天体稳定运行时，其运动状态由万有引力与所需向心力之间的平衡关系决定。
稳定运行时：万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，即$F_{万} = F_{n} = mfrac{v^{2}}{r}$（其中$F_{万}$为万有引力，$F_{n}$为向心力，$m$为卫星质量，$v$为卫星速度，$r$为轨道半径）。
加速变轨：当卫星在某一点（如Q点）加速时，其速度$v$增大，导致所需向心力$F_{n}$增大。若此时万有引力不足以提供所需的向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，进入椭圆轨道或半径更大的圆轨道。在椭圆轨道上，卫星在近地点（如Q点）速度最大，远地点（如P点）速度最小。
减速变轨：相反，当卫星在某一点（如P点）减速时，其速度$v$减小，导致所需向心力$F_{n}$减小。若此时万有引力大于卫星所需的向心力，卫星将做近心运动，同样会脱离原来的圆轨道，进入椭圆轨道或半径更小的圆轨道。
二、卫星变轨两种情况
加速变轨：
卫星在Q点加速，由圆轨道1进入椭圆转移轨道2。
在卫星变轨过程中，当卫星从一个轨道转移到另一个轨道时，其速度会发生变化。具体来说，当卫星从一个半径较小的轨道转移到一个半径较大的轨道时，其速度会减小。然而，随着半径的增大，势能也随之增加。根据能量守恒定律，动能会减少，但总能量保持不变。因此，动能的减少会转化为势能的增加，从而使卫星加速。
这种加速现象可以从能量的角度来理解。当卫星进入半径较大的轨道时，其势能增加，但动能减少。动能的减少意味着卫星的速度降低。然而，由于势能的增加，卫星的总能量保持不变。为了弥补动能的减少，卫星会加速，以保持总能量的守恒。
此外，卫星在变轨时，由于轨道半径的变化，其角速度也会发生变化。当轨道半径增大时，角速度减小。这进一步导致卫星的线速度减小，但同时增加了其势能。因此，卫星在变轨过程中，需要通过加速来调整其轨道速度，以适应新的轨道条件。
值得注意的是，卫星在变轨时的加速不是瞬时完成的，而是一个渐进的过程。这一过程涉及到复杂的物理机制，包括万有引力的作用、轨道动力学的原理以及能量转换的规律。因此，在实际操作中，卫星需要通过调整发动机推力，逐步改变其速度，以实现从一个轨道到另一个轨道的平滑过渡。
通过上述分析可以看出，卫星变轨时的加速现象是由能量守恒定律驱动的。
卫星环绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，公式描述为：线速度=根号下(引力常数*地球质量/轨道半径)，角速度=线速度/轨道半径，周期=2*π*根号下(轨道半径/引力常数*地球质量)，向心加速度=线速度的平方/轨道半径。
“高轨低速大周期”意味着轨道半径越大，线速度、角速度、向心加速度越小，周期越大。需要注意的是，此情景仅适用于卫星，不适用于地球上的物体或椭圆轨道。
地球自转角速度为固定值，半径为已知数，近地卫星、高空卫星和同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，线速度、角速度、周期、加速度等物理量可依据轨道半径进行比较。
卫星变轨实质为向心运动与离心运动，通过轨道半径与速度的调整实现。在正圆轨道、椭圆轨道运行的卫星速度与周期变化，遵循“高轨低速大周期”原则。
第一宇宙速度为最大环绕速度，由万有引力提供向心力决定，为地球半径的约7.9公里。第二宇宙速度为最小发射速度，允许卫星环绕地球而不坠落。第三宇宙速度则使飞行器摆脱太阳引力束缚，飞向太阳系之外。
三个宇宙速度均为相对于地心的发射速度，理解卫星物理量的比较与变轨问题需把握“高轨低速大周期”原则，以及不同轨道间物理量的差异。
F=GMm/R^2=mv^2/R 中的 R 指的是轨迹圆的半径 ，
而椭圆过 A 点时对应的 “ 圆 ”的半径(就是曲率圆半径) 较小 ，
则 V 较小 。
以上就是高中物理卫星变轨问题的全部内容，卫星将做向心运动，轨道半径变小。进入新轨道后，由$v = sqrt{frac{GM}{r}}$可知，运行速度增大，但重力势能、机械能均减少。二、三个物理量的大小比较 速度：设卫星在圆轨道I和III上运行时的速率分别为$v_1$、$v_3$，在轨道II上过A点和B点时速率分别为$v_A$、$v_B$。在A点加速，内容来源于互联网，信息真伪需自行辨别。如有侵权请联系删除。
