Question

發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3．軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點（如圖所示）．則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（　　）

• A、衛(wèi)星在軌道3上的速率小于在軌道1上的速率
• B、衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度
• C、衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度
• D、衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的速度

Answer 1

分析：根據(jù)人造衛(wèi)星的萬有引力等于向心力，列式求出線速度、角速度、和向心力的表達(dá)式進(jìn)行討論即可．

解答：解：A、人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，有G

Mm

r2

=m

v2

r

解得：v=

GM r

，軌道3半徑比軌道1半徑大，衛(wèi)星在軌道1上線速度較大，故A正確；
B、ω=

v

r

=

GM r3

，軌道3半徑比軌道1半徑大，衛(wèi)星在軌道3上角速度較小，故B錯誤；
C、根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律G

Mm

r2

=ma，得：a=

GM

r2

，所以衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點的加速度等于在軌道1上經(jīng)過Q點的加速度．故C錯誤．
D、從軌道2到軌道3，衛(wèi)星要在P點做離心運動，要實現(xiàn)這個運動必須使衛(wèi)星所需向心力大于萬有引力，所以應(yīng)給衛(wèi)星加速，增加所需的向心力．所以在軌道3上P點的速度大于軌道上2經(jīng)過P點的速度．故D錯誤．
故選：A．

點評：本題關(guān)鍵抓住萬有引力提供向心力，先列式求解出線速度和角速度的表達(dá)式，再進(jìn)行討論．