問題詳情:
如圖所示,在“嫦娥”探月工程中,設月球半徑為R,月球表面的重力加速度為g0.飛船在半徑為4R的圓形軌道Ⅰ上運動,到達軌道的A點時點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ,到達軌道的近月點B時,再次點火進入近月軌道Ⅲ繞月做圓周運動,則( )
A. | 飛船在軌道Ⅲ的運行速率大於 | |
B. | 飛船在軌道Ⅰ上運行速率小於在軌道Ⅱ上B處的速率 | |
C. | 飛船在軌道Ⅰ上的重力加速度小於在軌道Ⅱ上B處重力加速度 | |
D. | 飛船在軌道Ⅰ、軌道Ⅲ上運行的週期之比有TI:TIII=4:1 |
【回答】
考點:
人造衞星的加速度、週期和軌道的關係.
專題:
人造衞星問題.
分析:
由圓周運動中向心力公式和萬有引力公式的變換,通過聯立多項公式獲得運行速率判定A;
由可知,軌道的半徑越大,速度越小,判定飛船在軌道Ⅰ上的速度小於在軌道Ⅲ的速度;飛船在軌道Ⅱ的B點做離心運動,所以飛船在軌道Ⅱ的B點的速度等於飛船在軌道Ⅰ上的速度,最後判斷出飛船在軌道Ⅰ上運行速率小於在軌道Ⅱ上B處的速率;
根據萬有引力提供向心力和飛船越大半徑的大小,可判定C
由萬有引力充當向心力的週期公式可判定D
解答:
解:A、設月球的質量為M,飛船的質量為m,飛船繞月運動速度為v,由萬有引力提供向心力:,又:,解得:,故A錯誤;
B、由可知,軌道的半徑越大,速度越小,所以飛船在軌道Ⅰ上的速度小於在軌道Ⅲ的速度;而飛船在軌道Ⅱ的B點做離心運動,所以飛船在軌道Ⅱ的B點的速度大於飛船在軌道Ⅲ上的速度,所以飛船在軌道Ⅰ上運行速率小於在軌道Ⅱ上B處的速率.故B正確.
圖可知點火後由原來的高軌道Ⅰ進入低軌道Ⅱ,可知衞星要減速,從橢圓軌道Ⅱ變為Ⅲ的圓軌道,需要再次減速度,所以飛船故B錯誤
C、飛船的加速度a:,可知軌道的半徑越大,加速度越小,所以飛船在軌道Ⅰ上的重力加速度小於在軌道Ⅱ上B處重力加速度,故C正確
D、由萬有引力充當向心力的週期公式:,得:,,故D錯誤.
故選:BC
點評:
主要考查圓周運動中各種向心力公式的變換.注意題設條件的完整*.
知識點:萬有引力理論的成就
題型:選擇題