- 高一物理变轨问题
高一物理变轨问题通常涉及到天体运动和卫星变轨问题。具体包括:
1. 卫星在椭圆轨道上运行时,由于受到大气阻力,轨道半径会逐渐减小,导致万有引力大于向心力,做近心运动,进入半径逐渐减小的圆轨道;同样道理,若卫星轨道半径逐渐增大,也可能做离心运动,进入半径逐渐增大的圆轨道。
2. 卫星从低轨道变轨到高轨道,需要加速,此时万有引力做负功,动能减小,速度减小,势能增加。
3. 卫星从高轨道变轨到低轨道,需要减速,此时万有引力做正功,动能增加,速度增大,势能减少。
此外,在圆轨道上,如果两个天体受到的万有引力不是它们做圆周运动的向心力,那么它们就会进行变轨。例如,如果一个天体的速度稍微大于或小于它的圆周运动速度,它就会进行变轨。
以上是两个比较常见的高一物理变轨问题。请注意,理解并掌握这些问题的本质和背后的物理原理是非常重要的。
相关例题:
问题:一颗人造卫星在离地面高h处绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,求卫星变轨后做匀速圆周运动的高度。
解析:
1. 已知条件:
人造卫星在离地面高h处绕地球做匀速圆周运动
地球半径为R
地球表面的重力加速度为g
2. 需要求解的问题:卫星变轨后做匀速圆周运动的高度
3. 根据已知条件和问题,可以列出方程:
卫星在离地面高h处绕地球做匀速圆周运动,说明卫星的轨道半径为R+h,根据万有引力提供向心力,有:
F = GmM(R+h)² / (R+h)² = m(R+h)(v²/R+h)
其中v为卫星的线速度。
又因为重力等于万有引力,即:
mg = GmM / R²
将第二个式子代入第一个式子中,可得:
v² = gR² / (R+h)²
再根据卫星变轨后做匀速圆周运动,有:F = m(v²/r) = mω²r = m4π²r / T²
其中r为轨道半径,T为周期。
将卫星的轨道半径代入上式中,可得:r = (gR²R+h) / (gR²) - R = h + R
所以,卫星变轨后做匀速圆周运动的高度为h + R。
答案:卫星变轨后做匀速圆周运动的高度为h + R。
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