略谈卫星的机械能

陈华斌


卫星的机械能包括卫星的动能和引力势能，分析近几年的高考试题，可以看出关于卫星机械能的试题较为常见，部分教师在讲述这方面的内容时往往只做定性的分析，不做具体而深入的讲解，导致不少学生遇到此类问题时，会出现模棱两可的认识或无从下手的情况。笔者在讲述这类问题时，向学生补充介绍了卫星在做匀速圆周运动时，卫星机械能的几个相关表达式。学生在掌握表达式后，处理卫星的机械能方面问题，显得较为容易。下面就卫星的机械能，简要地谈一谈几个相关问题。
一、卫星机械能的表达式
二、对卫星机械能的几点认识
1.第一宇宙速度与发射速度
2.卫星的变轨问题
卫星只在万有引力的作用下，它围绕中心天体运动的机械能守恒。如果存在阻力或开动发动机等情况时，机械能将发生变化，引生改变时，卫星的轨道半径r也会随之发生变化。当卫星从低轨道变轨到较高轨道时，要增大其机械能，故需要发动机点火加速补充能量，使其具有达到高轨道所具有的机械能。卫星在运行的过程中如果受到空气的阻力或是发动机点火产生反向的阻力作用，它的机械能减少，这又会使卫星的运行轨道逐渐降低。