毛小平

（貴州省盤縣二中，貴州 盤縣 553500）

衛(wèi)星變軌問題是中學(xué)物理教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，其原因在于學(xué)生對(duì)變軌問題的理論推演較難理解.如果我們將衛(wèi)星變軌問題的理論推演改為實(shí)例推演，那么學(xué)生在老師的引導(dǎo)下通過自己的推演就能很快的掌握衛(wèi)星變軌的有關(guān)問題.

圖1

由開普勒第二定律知

設(shè)衛(wèi)星在半徑為2R的圓形軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度為V3，則

通過以上計(jì)算可知，欲使衛(wèi)星從橢圓形軌道2進(jìn)入圓形軌道3需讓衛(wèi)星在運(yùn)行到橢圓形軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)B時(shí)點(diǎn)火加速，使其速度由增大到

學(xué)生在教師的引導(dǎo)下完成了以上衛(wèi)星變軌問題的實(shí)例推演后，自然就會(huì)對(duì)衛(wèi)星變軌的相關(guān)問題搞清楚了.

實(shí)例推演的關(guān)鍵在于給定合理的數(shù)據(jù)，也就是欲從半徑為r1圓形軌道進(jìn)入長(zhǎng)軸為（r1＋r2）橢圓形軌道時(shí)，其速度需要從增大到多少.

衛(wèi)星從近地點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)B的過程中機(jī)械能守恒.

由開普勒第二定律知

由（1）～（3）式就可求出我們需要的VA.

如將r1＝R，r2＝2R代入，即可求得（其中V0為第一宇宙速度）.即欲使衛(wèi)星從近地圓軌道進(jìn)入近地點(diǎn)距地心為R、遠(yuǎn)地點(diǎn)距地心為2R的橢圓形軌道，需要衛(wèi)星在近地點(diǎn)點(diǎn)火加速，使其速度由V0增大到這就是我們給學(xué)生的合理的數(shù)據(jù).我們還可以用上面的計(jì)算方法給出其它的合理數(shù)據(jù)以供學(xué)生推演衛(wèi)星變軌之用.如欲使衛(wèi)星從半徑等于地球半徑兩倍的的圓形軌道進(jìn)入近地點(diǎn)距地心為2R，遠(yuǎn)地點(diǎn)距地心為3R的橢圓形軌道，需要衛(wèi)星在近地點(diǎn)點(diǎn)火加速，使其速度由增大到有了這些合理的數(shù)據(jù)，學(xué)生就可以推演衛(wèi)星變軌的過程了，通過自己的推演去理解“衛(wèi)星從低軌道到高軌道歷經(jīng)兩次加速后，其速度為什么不但不增反而減小”等變軌問題，這對(duì)中學(xué)物理突破衛(wèi)星變軌的教學(xué)難點(diǎn)是很有幫助的.