Question

3．我國成功實(shí)施了“神舟”七號載人航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙．若飛船先沿橢圓軌道1飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343km處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道1變成高度為343km的圓軌道2，在圓軌道2上飛船的運(yùn)行周期約為90min．下列判斷正確的是（　　）

• A． 飛船變軌前后的速度大小相等
• B． 飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度
• C． 飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)
• D． 飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)P時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度

Answer 1

分析 根據(jù)周期大小確定角速度的大小關(guān)系．根據(jù)飛船所受的萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，通過牛頓第二定律比較加速度的大小．

解答 解：A、在軌道1上運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)時(shí)飛船做近心運(yùn)動(dòng)，滿足$G\frac{mM}{{r}^{2}}＞m\frac{{v}_{1}^{2}}{r}$，飛船在軌道2上做圓周運(yùn)動(dòng)滿足$G\frac{mM}{{r}^{2}}=m\frac{{v}_{2}^{2}}{r}$，同在P點(diǎn)r相同，故可知，飛船變軌后速度大小不相等，故A錯(cuò)誤；
B、因?yàn)樵趫A軌道上的周期小于同步衛(wèi)星的周期，故在圓軌道上的角速度大于同步衛(wèi)星的角速度，故B錯(cuò)誤；
C、飛船在圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力完全提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力故航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)，故C正確；
D、飛船變軌前后都只受萬有引力作用，故在同一地點(diǎn)P時(shí)的加速度大小相等，故D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評 衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)萬有引力完全提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，掌握衛(wèi)星的變軌原理是正確解題的關(guān)鍵．