卫星变轨过程中的能量转化（贵州仁怀四中黄远周564507）近年来随着我国神舟系列、嫦娥系列及北斗系列等卫星的不断升空，卫星变轨问题也常常出现在高考试卷中。卫星变轨问题的难点都指向卫星变轨的过程中速度、加速度、动能、势能、周期等一些列物理量如何变化；本文只从卫星变轨过程中能量的转化问题作出分析。[变轨模型]发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步轨道3，完成卫星变轨。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点如图1所示。1、在圆轨道1上稳定运行时，在圆周上各点的机械能守恒。在轨道1上稳定运行时，只有万有引力提供卫星所需要的向心力，卫星做匀速圆周运动，即动能Ek＝不变；卫星离地面的高度h不变，其重力势能不变，所以该过程卫星的总机械能E1不变。2、在Q点第一次点火，点火后卫星获得较大的速度，卫星所需要的向心变大，地球提供的引力不足以让卫星在1轨道上做圆周运动的向心力，卫星做离心运动，开始变轨进入轨道2。从Q点到P点（第一次点火结束到第二次点之前）这段过程，由于只有地球引力对卫星做功，所以卫星的机械能E2也守恒。此时E2＝E1+Q1。Q1这第一次点火提供的热量。3、卫星达P点时，第二次点火，再次提供能量，让卫星调整姿态和速度，即在P点时地球提供的引力刚好让卫星做圆周运动的向心力，（若不提供能量，卫星将继续沿椭圆轨道运动）卫星进入轨道3做圆周运动，变轨成功。第二次点火前卫星能量为E2，点火后能量为E3，此时E3＝E2+Q2。Q2这第二次点火提供的热量。4、在圆轨道3上稳定运动后，卫星的机械能E3又守恒。5、由以上分析可知，卫星轨道半径越大，离地面越远，卫星的机械能越大（E3>E1）.【例题1】（05江苏）某人造卫星运动的轨道可近似看作是以地心为中心的圆．由于阻力作用，人造卫星到地心的距离从r1慢慢变到r2，用EKl．EK2分别表示卫星在这两个轨道上的动能，则(A)r1r2，EK1EK2(D)r1>r2，EK1>EK2解析由于阻力使卫星由较高轨道降到较低轨道，故r1>r2，由知变轨后卫星速度变大，动能变大EK1
