《天体运动》总复习难点剖析
2021-10-20王诗锋
快乐学习报·教育周刊 2021年37期
王诗锋


《天体运动》一部分内容,在高三总复习过程中,有些问题不管是教师还是学生都容易理解上出错,成为事实上的难点,现把几个常见典型易错问题加以分析。
一、发射速度与环绕速度的关系
教材所讲第一、第二、第三宇宙速度都是指发射速度,而在正常轨道上运转的速度是环绕速度。在地球周围所有做圆周运动的卫星中最大环绕速度为7.9km/s,真实卫星的线速度都要小于这个数值。
但关于(地球上)发射速度与环绕速度之间的关系许多同学都搞不清楚,在复习时可以用以下一个表格来说明二者之间关系,就比较清晰。
最近几年,由于中国航天事业的迅速发展,绕月、登月、绕火星、登陆火星会先后实现,关于发射速度与环绕速度的问题会逐渐增多。
二、地球周围运转的卫星理论上有没有大于7.9km/s的线速度?
由地球周围卫星线速度的表达式v= 可知,当卫星靠近地球表面时运转半径r最小,此时对应线速度最大,代入数据可得v=7.9km/s,所以有许多同学认为,7.9km/s就是卫星最大的环绕速度,地球周围不可能有卫星运行速度超过此值。
可事实上,由衛星变轨问题我们知道,原来在圆轨道上正常运转的卫星,要想进入高一些的圆轨道,一般要经过加速变轨的过程,先把自己的运动轨迹变成椭圆,然后椭圆轨道运转稳定后再在合适位置加速,变成所计划达到的高轨道。
由以上分析过程可得,如果原来卫星是在近地轨道上做圆周运动,在某一位置加速变成椭圆,则运转稳定后再经过加速点(椭圆轨道近地点)时速度必大于7.9km/s。……
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