03-04-16_木星彗星近日点
本期高中物理竞赛试题，我们继续来研究一下卫星变轨问题的解题思路和方法，最近几期内容中，小编通过几个比较典型的题目，给同学们呈现了这样几类问题的求解思路和方法，首先是利用角动量守恒和机械能守恒定律求解几何关系或运动状态的题目，这类题目应该是比较基础的，重点在于考查同学们的公式计算和化简能力，第二类就在第一类的基础上，增加考查了对于掠面速度的认识和应用，通过计算掠面速度，并结合掠面速度的特点，完成对于火箭卫星等航天器运动或飞行时间的计算，这类题目不仅仅在需要同学们掌握物理上的知识，还需要了解圆锥曲线的基本内容，有时甚至需要利用开普勒三定律来辅助计算和分析，以本期题目为例的第三类题目，就在第一类基础题目的基础上，增加了其它的运动过程，最常见的就是增加弹性或非弹性碰撞的题目，但是本期题目却增加了一个类似完全弹性碰撞的过程，同学们可以试着自己看一下下面的题目，思考一下如何计算。
试题预览
远点在木星轨道而绕日运行的彗星称为木星彗星，它的形成可看成从无限远处落向太阳的天体经木星吸引偏转而成为太阳的彗星，求近日点(已知木星公转轨道半径为R)。
解题步骤
方法分析
通过上面的解题步骤不难发现，本期题目的考查重点主要是质心坐标系下的物体动量定理的表示和描述方法，这里其实涉及到一个曾经老生常谈的问题，那就是引力弹弓效应，到现在为止，仍旧有不少人在网络上宣传引力弹弓效应的错误之处，其实都是错的，引力弹弓效应已经通过美国发射的旅行者号空间探测器经行了实验，实验结论完全符合引力弹弓的预测，也就说明了引力弹弓效应的正确性，同时也有部分乐观的人表示可以利用引力弹弓效应实现星际旅行，这样的说法其实也不显示，广袤的宇宙更多是没有任何星体的空间，在这些空间中，想高速运行是不能仅仅依靠引力弹弓效应的，更应该找到另一种在宇宙空间中获取能量的方法，这才是能够实现星际旅行的前提。
好像说的有点儿偏了，抓紧回来，咱们继续看这个题目，在彗星和木星所组成的体系中，由于木星的质量远远大于彗星的质量，因此在体系中选取质心建立坐标系，质心的位置应该非常靠近木星的中心，也就是大约在木星的中心上，这样在质心坐标系中，彗星的运动速度就变成了彗星相对于太阳的运动速度和木星相对于太阳运动速度的矢量和，由于考虑彗星从进入木星引力范围到离开引力范围的过程中，彗星相对于木星的引力势能并没有发生任何变化，也就是说最终彗星还会以大小相等的运动速度离开木星，但是这个离开木星的运动速度要特别注意，如果离开木星时的方向与木星的方向相同，那在引力弹弓效应下，彗星将会继续加速，这样彗星再次运动到无穷远处将继续还有动能，这样彗星将会离开太阳系，同时如果彗星离开木星的时候方向与木星方向相反，这样就能够利用木星的引力作用减速，最终变成了木星彗星。
后面的其它解题思路，相信同学们都能够明白，这里小编就不再细细说明了。
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