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可得
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即为开普勒第三定律.
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例15 宇航站绕地球作非圆形的椭圆轨道运动,当它处于近地点位置时在很短时间内沿运动方向发射一个探测器,探测器恰能沿抛物线轨道远离地球.如果宇航站改为在原轨道的远地点沿运动方向发射此探测器,保持发射速度不变,试问探测器将沿哪一种圆锥曲线轨道相对地球运行?
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解 宇航站主体质量记为M,探测器质量记为m,发射前宇航站(内载探测器)在近地点的速度记为v1,在远地点的速度记为v2,据开普勒第二定律有v2<v1.近地点发射前后的动量守恒式为
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其中vM,1为发射后宇航站主体速度,vm,1为发射后探测器速度.再将发射速度记为u.u,vM,1,vm,1之间的关系是
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由此可得
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同理可得远地点发射后探测器的速度为
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发射前探测器随宇航站一起运动,在近地点与远地点能量相同,探测器的能量记为E0.近地点发射后探测器增加的能量为
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轨道为抛物线,意味着发射后探测器能量为
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远地点发射后探测器增加的能量和新轨道的能量分别为
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因v2<v1,故
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