Question

高一物理 关于万有引力的问题

1.同一轨道上卫星的追及问题：为什么前面的卫星要先加速后减速，后面的卫星先减速后加速？
2.为什么卫星在较低的轨道进入到较高的轨道要加速？？？不是说轨道半径越大，速度反而小吗？

请高手帮忙解答一下，由衷感谢！！！

Answer 1

1.前面的卫星先加速，从而在更高的轨道上运动；后面的卫星减速，由于万有引力作用，故会到更低的轨道上运动。更高的轨道上，轨道半径更大，万有引力提供向心力，根据公式可知，周期T1增大，而低轨道上的周期T2减小，T2<T1，由于都是绕地球运动的，轨道是圆或椭圆的，因此在相等时间内，低轨道上的卫星运动的距离比高轨道上的卫星运动的距离要远，当距离差距达到一定值时，就分别对高、低轨道上的卫星减、加速，使之都回到原来的共同轨道上去，故以这种方式来解决追击问题。
2.
低轨道上的卫星的势能比高轨道上的卫星的势能要低（都以地面为零势能面）。因此，要从低轨道运动到高轨道上，必须克服地球对它的引力做功，因此通过点火喷气，增大卫星的动能，才能克服引力到达高轨道上。楼主说的轨道半径越大，速度越小，是正确的，卫星先加速到预定的高轨道上后，为使之保持在该轨道上运动下去，根据GMm/R^2=mv^2/R,必须减小卫星的运动速度。其方法也就是通过点火喷气产生的反冲力实现的。最后减小到对应的速度，才能使卫星保持在高轨道上运动下去而不偏离轨道。

Answer 2

1、这是根据离心运动的原理
速度快就容易发生离心运行 卫星就会到较高的轨道上去
速度慢就容易发生向心运动 卫星就会到较低的轨道上去
2、要区分两种速度
一个是环绕速度 越靠近中心天体环绕速度就越大
一个是发射速度 要到更高的轨道上去就得加速

Answer 3

在同一轨道的卫星速度必须相同（可根据万有引力提供向心力），如果不发生轨道变换，不可能出现追及情况。所以，前面的先加速，加速后，万有引力不足以提供向心力，做离心运动，轨道升高，轨道升高后，重力势能增大,速度减小，万有引力大于所需向心力，轨道下降，这一上一下的时间可以发生追及，可同理考虑后者。