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卫星为何如此运行?
发布时间:2024-12-05
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你可曾想过为什么月球不会撞击地球r为什么国际空间站能停留在太空?由于万有引力,卫星的运行轨迹才如此迷人。在这个小实验中,我们用弹球、橡皮泥和板纸来搭建一个模型。仔细观察,你就会了解行星和速度是如何影响卫星的运行轨道的。

需要准备的材料:

板纸(35厘米×50厘米)

画纸(25厘米×40厘米或更大些)

胶带米尺铅笔

剪刀

硬纸筒(如卷纸芯)

橡皮泥

弹球

一次性手套

颜料(黄、绿、蓝)纸巾

不同大小的木块

实验步骤:

先把板纸铺在工作台上,再把一张画纸放在板纸上,使其边缘对齐,用胶带固定

在距离画纸上缘约2厘米处画一条水平直线,作为卫星的水平航迹线;并在画纸右侧,距离边缘3厘米处画一条竖直直线,并标上刻度(间隔5厘米)

用硬纸筒做成一个长40厘米的发射筒(可以用一张画纸将多个卷纸芯卷起来),用于发射卫星(弹球)

用橡皮泥捏出一个直径约5厘米的球,放在水平航迹线的左端,并在上面压出一个U形槽,用来放置发射筒

用胶带把发射筒固定在画纸上,保证发射筒位于水平航迹线的正上方。调节橡皮泥的位置,使发射筒左端下缘的高度为5厘米

戴上一次性手套,将一个蘸满黄色颜料的弹球放进硬纸筒,使其滚至画纸上

在板纸左上角下面垫一个约4厘米高的木块,模拟卫星在土星引力作用下的运行。

用纸巾擦干净弹球表面的黄色颜料,再蘸满绿色颜料,让弹球从发射筒滚落,得到卫星在土星引力作用下的运行轨迹。将4厘米高的木块换成12厘米高的木块,换用蓝色颜料重复上述步骤,模拟卫星在木星(比土星引力大)引力作用下的运行

实验结果:

当垫上木块时,弹球的运行轨迹偏离了水平航迹线。并且,木块越高,运行轨迹偏离水平航迹线越远。

另外,通过调整橡皮泥的位

置,可以改变发射筒的倾斜角度,从而调整弹球的初始速度,用来模拟卫星的不同运行速度。

那么,试一试把橡皮泥往右移3厘米,重复一下上述步骤,看看结果跟你想的一样吗?