張茂林

分析物體做圓周運動時，首先要讓學(xué)生弄明白兩個問題：一是物體做圓周運動需要的向心力，二是誰提供它需要的向心力．只有當(dāng)提供的力能滿足它需要的向心力時，即“供”與“需”平衡時，物體才能在穩(wěn)定的軌道上做圓周運動，否則物體將發(fā)生變軌現(xiàn)象——物體遠(yuǎn)離圓心或靠近圓心．對于人造衛(wèi)星而言，在某一軌道上以某一速度運動，萬有引力與向心力相等時，衛(wèi)星在該軌道上做勻速圓周運動．如果衛(wèi)星的線速度變大，導(dǎo)致萬有引力不足以提供向心力，衛(wèi)星就要做離心運動而偏離原來的軌道，運動半徑將變大（軌道為橢圓）．反之，人造衛(wèi)星將偏離原來的軌道向圓心方向移動．衛(wèi)星的回收就是選擇恰當(dāng)?shù)臅r機使衛(wèi)星速率突然減小，衛(wèi)星將沿橢圓軌道做向心運動，讓該橢圓與預(yù)定的回收地點相切或相交．

例１同步衛(wèi)星在赤道上空的同步軌道上定位以后，由于受到太陽、月球及其它天體的引力影響，會產(chǎn)生不同方向的漂移運動而偏離原來的位置，當(dāng)偏離達(dá)到一定的程度時就要發(fā)動衛(wèi)星上的小發(fā)動機進(jìn)行修正．圖１中Ａ是離地球３６ ０００ ｋｍ的同步軌道，Ｂ和Ｃ為兩個已經(jīng)偏離同步軌道但軌道仍在赤道平面內(nèi)的衛(wèi)星．要使Ｂ和Ｃ回到同步軌道上來，下述方法中正確的有（）．

Ａ．開動Ｂ的小發(fā)動機向前噴氣，使Ｂ適當(dāng)減速

Ｂ．開動Ｂ的小發(fā)動機向后噴氣，使Ｂ適當(dāng)加速

Ｃ．開動Ｃ的小發(fā)動機向前噴氣，使Ｃ適當(dāng)減速

Ｄ．開動Ｃ的小發(fā)動機向后噴氣，使Ｃ適當(dāng)加速

解析：衛(wèi)星Ｂ離地面偏高，應(yīng)使它適當(dāng)減速（發(fā)動機向前噴氣，對衛(wèi)星Ｂ施以與其運動方向相反的阻力），使其在較高軌道上所需的向心力小于地球的引力，才可做向心運動，回到同步軌道Ａ上來，選項Ａ正確．同理，衛(wèi)星Ｃ所在軌道較同步軌道低，應(yīng)對它加速（發(fā)動機向后噴氣，使之獲得與其運動方向一致的動力），使它在原來軌道上所需向心力大于地球的引力而做離心運動上升到同步軌道Ａ上，選項Ｄ正確．

例２發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道１，然后點火，使其沿橢圓軌道２運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道３．軌道１、２相切于Ｑ點，軌道２、３相切于Ｐ點，如圖２所示，則當(dāng)衛(wèi)星分別在１、２、３軌道上正常運行時，下列說法中正確的是（）．

Ａ． 衛(wèi)星在軌道３上的速率大于在軌道１上的速率

Ｂ．衛(wèi)星在軌道３上的角速度小于在軌道１上的角速度

Ｃ．衛(wèi)星在軌道１上經(jīng)過Ｑ點時的加速度大于它在軌道２上經(jīng)過Ｑ點時的加速度

Ｄ．衛(wèi)星在軌道２上經(jīng)過Ｐ點時的加速度等于它在軌道３上經(jīng)過Ｐ點時的加速度