Question

9．“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道直奔月球，在距月球表面200km的P點進行第一次變軌后被月球捕獲，先進入橢圓軌道Ⅰ繞月飛行，如圖所示．之后，衛(wèi)星在P點又經(jīng)過兩次變軌，最后在距月球表面200km的圓形軌道Ⅲ上繞月球做勻速圓周運動．對此，下列說法正確的是（　�。�

• A． 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運動的速度大于月球的第一宇宙速度
• B． 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運動周期比在軌道Ⅰ上長
• C． 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運動到P點的加速度大于沿軌道Ⅰ運動到P點的加速度
• D． Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種軌道運行相比較，衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行的機械能最小

Answer 1

分析 根據(jù)開普勒第三定律$\frac{{r}^{3}}{{T}^{2}}$=k，比較各軌道的周期；根據(jù)萬有引力提供向心力$\frac{GMm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，軌道半徑越大，線速度越小，從而可比較出衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運動的速度與月球的第一宇宙速度大��；比較加速度，只需比較它所受的合力（萬有引力）即可．

解答 解：A、根據(jù)萬有引力提供向心力$\frac{GMm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，
v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$，軌道半徑越大，線速度越小．月球第一宇宙速度的軌道半徑為月球的半徑，所以第一宇宙速度是繞月球作圓周運動最大的環(huán)繞速度．故A錯誤．
B、根據(jù)開普勒第三定律$\frac{{r}^{3}}{{T}^{2}}$=k，半長軸越長，周期越大，所以衛(wèi)星在軌道Ⅰ運動的周期最長．故B錯誤．
C、衛(wèi)星在軌道Ⅲ上在P點和在軌道Ⅰ在P點的萬有引力大小相等，根據(jù)牛頓第二定律，加速度相等．故C錯誤．
D、從軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ和從軌道Ⅱ進入軌道Ⅲ，都要減速做近心運動，故其機械能要減小，故衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行的機械能最小，故D正確．
故選：D

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握開普勒第三定律$\frac{{r}^{3}}{{T}^{2}}$=k，以及萬有引力提供向心力列出等式求解．