演示约定:以地球为中心天体,取 GM=3.986×10¹⁴ m³/s²;控制器单位为 10⁷ m。令轨道半径 r(×10⁷ m,绕地球)=1,把 r 换成米后计算 √(GM/r),再换成 km/s,得到圆轨道速度 v=6.313 km/s。轨道半径越大,圆轨道速度越低;这不表示升高轨道时无需额外能量。
公式、图像和实验参数马上就绪。
公式、图像和实验参数马上就绪。
改变“轨道半径 r(×10⁷ m,绕地球)”时,圆轨道速度 v会怎样变化?
圆轨道上,引力恰好提供向心力,因此轨道越高,维持圆轨道所需速度越低。 在交互演示中,纵轴严格表示“圆轨道速度 v”,不再使用没有物理或数学含义的响应百分比。
先辨认公式中的量:v:轨道速度;G:引力常数;M:中心天体质量;r:到中心的轨道半径。先确定题目要求的是哪一个量,再决定是否需要移项或换算单位。
本页只改变“轨道半径 r(×10⁷ m,绕地球)”,其余量采用明确的演示约定:以地球为中心天体,取 GM=3.986×10¹⁴ m³/s²;控制器单位为 10⁷ m。这样曲线上的变化只来自一个变量。
按通式 v=√(GM/r) 建立计算关系。当前模型的实际计算是:把 r 换成米后计算 √(GM/r),再换成 km/s。
轨道半径越大,圆轨道速度越低;这不表示升高轨道时无需额外能量。 数据曲线展示的是这一真实计算结果,动画中的当前点也取自同一结果。
最后检查适用边界:中心天体质量远大于卫星质量,轨道近似圆形且忽略阻力和其他天体摄动。 若输入触及无定义点,界面会明确显示“无有效结果”,曲线也会在该处断开。
演示约定:以地球为中心天体,取 GM=3.986×10¹⁴ m³/s²;控制器单位为 10⁷ m。令轨道半径 r(×10⁷ m,绕地球)=1,把 r 换成米后计算 √(GM/r),再换成 km/s,得到圆轨道速度 v=6.313 km/s。轨道半径越大,圆轨道速度越低;这不表示升高轨道时无需额外能量。
中心天体质量远大于卫星质量,轨道近似圆形且忽略阻力和其他天体摄动。
以地球为中心天体,取 GM=3.986×10¹⁴ m³/s²;控制器单位为 10⁷ m
读图时先看横轴“轨道半径 r(×10⁷ m,绕地球)”,再看纵轴“圆轨道速度 v”。演示中固定的量只是为了形成一条可比较曲线,不是通式额外增加的普遍条件。
调节“轨道半径 r(×10⁷ m,绕地球)”,在“以地球为中心天体,取 GM=3.986×10¹⁴ m³/s²;控制器单位为 10⁷ m”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 v=√(GM/r)。
调节“轨道半径 r(×10⁷ m,绕地球)”,在“以地球为中心天体,取 GM=3.986×10¹⁴ m³/s²;控制器单位为 10⁷ m”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 v=√(GM/r)。
当前输入为 1,实时结果为 6.313 km/s。
再比较最小、基准、最大三个值,并用适用条件排除无意义输入。