高三物理衛星變軌能量包括機械能、動能和勢能。
具體來說,衛星在繞地球運動的過程中,需要克服地球對它的引力做功,這使得衛星的機械能增加。同時,衛星也在運動中具有動能,這取決于它的速度。最后,衛星通常被看作是位于地球表面的一個點,因此它也具有重力勢能。
這些能量形式的變化可能會導致衛星的軌道變化,從而需要進行變軌操作。
【例題】
假設有一顆地球同步衛星位于地球赤道上方的高空,它繞地球運行時相對于地球表面的機械能是固定的。在某段時間內,該衛星從離地面較高高度的軌道上加速進入較低高度的軌道,在此過程中:
A. 衛星的動能先增大后減小
B. 衛星的勢能先減小后增大
C. 衛星的機械能不斷增加
D. 衛星的機械能先增加后減少
【分析】
同步衛星在赤道上方運行時,相對于地球表面的機械能是固定的,即只有動能和勢能的相互轉化,而無其他形式的能量轉化。當衛星從離地面較高高度的軌道上加速進入較低高度的軌道時,由于衛星的速度增大,所以動能增大;同時由于高度降低,所以勢能減小。因此選項A、B正確。由于衛星的動能和勢能都在不斷變化,所以機械能在不斷變化,選項C正確,D錯誤。
【答案】
A、B、C。
【解釋】
在這個問題中,我們需要理解衛星變軌的原理和過程,以及能量轉化的情況。當衛星從較高軌道進入較低軌道時,需要加速,此時動能增加;同時由于高度降低,勢能減小。由于機械能是動能和勢能的總和,所以在動能和勢能不斷變化的過程中,機械能也在不斷變化。因此,選項D是錯誤的。