Question

20．近幾年我國在航空航天工業(yè)上取得了長足的進步，既實現(xiàn)了載人的航天飛行，又實現(xiàn)了航天員的出艙活動．如圖所示，在某次航天飛行實驗活動中，飛船先沿橢圓軌道1飛行，后在遠地點343千米的P處點火加速，由橢圓軌道1變成高度為343千米的圓軌道2．下列判斷正確的是（　　）

• A． 飛船由橢圓軌道1變成圓軌道2的過程中機械能不斷減小
• B． 飛船在圓軌道2上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)
• C． 飛船在此圓軌道2上運動的角速度小于同步衛(wèi)星運動的角速度
• D． 飛船在橢圓軌道1上的運行周期小于沿圓軌道2運行的周期

Answer 1

分析 飛船在飛行過程中只受地球萬有引力作用，機械能守恒；運行過程，萬有引力提供向心力，有牛頓第二定律或開普勒第三定律確定周期大小關系，飛船處于完全失重狀態(tài)．

解答 解：A、飛船由橢圓軌道1變成圓軌道2的過程，要在P點加速然后改做圓軌道2的運動，故中機械能要增大，故A錯誤；
B、飛船在圓軌道2無動力飛行時，航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)，故B正確；
C、圓軌道2高度為343千米，而同步衛(wèi)星的軌道高度為3.6×10⁴km，由萬有引力提供向心力可得$\frac{GMm}{{r}^{2}}={mω}^{2}r$，故r越大ω越小，故C錯誤；
D、由C分析可得，軌道半徑越大，角速度越小，周期越長，故飛船在圓軌道2上的運行周期大于沿橢圓軌道1運行的周期，故D正確．
故選：BD．

點評 圓形軌道上，航天器受到的萬有引力提供航天器做圓周運動的向心力，即萬有引力產(chǎn)生的加速度等于向心加速度，無論航天器是否做圓周運動，空間某點航天器無動力飛行時的加速度即為萬有引力加速度，此加速度只跟物體軌道半徑有關，與運動狀態(tài)無關