Question

4．據(jù)報道，2016年10月23日7時31分，隨天宮二號空間實驗室（軌道艙）發(fā)射人軌的伴隨衛(wèi)星成功釋放．伴隨衛(wèi)星重約47千克，尺寸相當(dāng)于一臺打印機大小．釋放后伴隨衛(wèi)星將通過多次軌道控制，伴星逐步接近軌道艙，最終達(dá)到僅在地球引力作用下對軌道艙的伴隨飛行目標(biāo)．之后對天宮二號四周表面進(jìn)行觀察和拍照以及開展其他一系列試驗，進(jìn)一步拓展空間應(yīng)用．根據(jù)上述信息及所學(xué)知識可知（　　）

• A． 軌道控制階段同一軌道上落后的伴星需點火加速才能追上前方的天宮二號
• B． 軌道控制階段同一軌道上落后的伴星需經(jīng)歷先減速再加速過程才能追上前方的天宮二號
• C． 伴隨飛行的伴星和天宮二號繞地球做橢圓軌道運行時具有相同的半長軸
• D． 由于伴星和天宮二號的軌道不重合，故他們繞地運行的周期不同

Answer 1

分析 伴星做勻速圓周運動的向心力有引力提供，當(dāng)引力大于需要的向心力時，伴星做向心運動；當(dāng)伴星受到的萬有引力小于所需要的向心力時，伴星做離心運動；
伴星和天宮二號繞地球做橢圓軌道運行時具有相同的半長軸時，二者的周期是相等的．

解答 解：A、伴星做勻速圓周運動時，引力提供向心力，根據(jù)萬有引力等于向心力，可以知道速度與軌道半徑的關(guān)系為v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$，當(dāng)伴星加速時，在原軌道運行所需要的向心力變大，但萬有引力大小不變，故引力不足以提供向心力，伴星會做離心運動，飛到較高的軌道；軌道半徑越大，線速度越小，故伴星不能追上軌道空間站；故需要減速到較低軌道，追上軌道空間站后，再加速上升到較高軌道才能追上前方的天宮二號；故A錯誤，B正確；
C、根據(jù)開普勒第三定律的推廣形式可知，繞地球飛行的伴星與天宮二號的周期相同，則二者運行時具有相同的半長軸．故C正確，D錯誤．
故選：BC

點評 解決本題關(guān)鍵要結(jié)合離心運動和向心運動的條件進(jìn)行分析，同時要抓住飛船做勻速圓周運動時萬有引力提供向心力，求解出線速度與軌道關(guān)系的表達(dá)式進(jìn)行討論．