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,轨道半径减小,运行速度和周期变化的问题。
2. 卫星从低轨道向高轨道变轨时,需要加速,然后减速实现变轨的问题。
3. 近地卫星与同步卫星的变轨问题,涉及万有引力充当向心力,以及万有引力与向心力的关系。
4. 卫星在圆轨道与椭圆轨道之间的变轨问题,这通常涉及到能量守恒、动量守恒以及万有引力等物理规律。
5. 双星变轨问题,两颗星都围绕各自的中心天体做匀速圆周运动,两星之间存在万有引力,双星系统一般以各自做圆周运动的轨道平面的公共边为研究对象。
以上就是一些高一物理变轨问题的例子,这些问题需要综合运用物理规律和理论进行解答。
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
其中,G为万有引力常数,M为地球质量,m为卫星质量。
由于地球表面的重力加速度为g,因此有:
F=mg
将上述两个方程联立,可以得到卫星变轨后做匀速圆周运动的轨道半径为:
r=R^2+h^2-R^2g/(g+GM)
其中,GM为地球的质量和半径R的乘积。
由于卫星变轨后做匀速圆周运动的高度即为轨道半径减去原来的高度h,因此卫星变轨后做匀速圆周运动的高度为:
h' = r - h = h^2g/(g+GM) - h
答案:卫星变轨后做匀速圆周运动的高度为h'^2g/(g+GM) - h。
注意:以上解答仅供参考,实际情况可能因具体问题而异。