衛(wèi)星變軌過程中幾個(gè)速度的比較

周楓

隨著我國(guó)“神舟”號(hào)宇宙飛船的多次發(fā)射和回收成功，宇宙飛船和人造地球衛(wèi)星問題再度成為中學(xué)物理教學(xué)的一個(gè)亮點(diǎn)，更是高考物理命題的熱點(diǎn)。筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對(duì)衛(wèi)星的變軌問題認(rèn)識(shí)比較模糊，特別是對(duì)變軌時(shí)涉及到的幾個(gè)速度大小的比較理解困難，衛(wèi)星變軌問題又成為物理教學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以嫦娥一號(hào)在撞擊月球前進(jìn)行的多次變軌為背景，就變軌過程中這幾個(gè)速度大小比較的問題作深入分析。

情景是這樣的：為了最大限度地利用嫦娥一號(hào)衛(wèi)星在軌的寶貴資源，為后續(xù)任務(wù)開展有關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，嫦娥一號(hào)在撞擊月球之前，進(jìn)行了多次變軌，如圖1所示，先由200km圓軌道降到100km圓軌道，繼而降到遠(yuǎn)月點(diǎn)100km、近月點(diǎn)15km的橢圓軌道。設(shè)衛(wèi)星在200km圓軌道上運(yùn)行的速度大小為V1，在100km 圓軌道上運(yùn)行的速度大小為V2，在橢圓軌道遠(yuǎn)月點(diǎn)處速度大小為V3，在橢圓軌道近月點(diǎn)處速度大小為V4。則V1、V2、V3、V4各個(gè)速度大小的關(guān)系如何？

只要掌握了以上嫦娥一號(hào)變軌過程中幾個(gè)速度比較的分析方法，并進(jìn)行舉一反三，那么所有關(guān)于衛(wèi)星變軌的問題不外乎是換一種情景，對(duì)不同考察點(diǎn)進(jìn)行重新組合而已，用上述分析方法去分析，所有關(guān)于速度比較的問題都可以迎刃而解。