Question

6．發(fā)射衛(wèi)星的過程可以簡化成如圖所示的情景：為節(jié)約能源，衛(wèi)星發(fā)射到較低圓軌道Ⅰ上，然后在A點(diǎn)點(diǎn)火使衛(wèi)星進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，在橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)B點(diǎn)再次點(diǎn)火讓衛(wèi)星進(jìn)入更高的軌道Ⅲ作周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過程不計(jì)空氣阻力．則（　�。�

• A． 該衛(wèi)星一定是地球同步衛(wèi)星
• B． 從軌道Ⅰ到軌道Ⅲ的過程中，衛(wèi)星的機(jī)械能增大
• C． 衛(wèi)星在Ⅲ軌道上的運(yùn)行速度介于第一宇宙速度與第二宇宙速度之間
• D． 從A到B運(yùn)動(dòng)過程中，衛(wèi)星上的時(shí)鐘變慢

Answer 1

分析 同步軌道衛(wèi)星軌道只能在赤道上空，從軌道Ⅰ到軌道Ⅲ的過程中，經(jīng)過兩次點(diǎn)火過程，點(diǎn)火時(shí)，動(dòng)能增大，重力勢能不變，7.9 km/s是地球衛(wèi)星的最大速度，在相對(duì)論中，高速飛行的物體時(shí)間變慢．

解答 解：A、同步軌道衛(wèi)星軌道只能在赤道上空，而該衛(wèi)星的周期與地球同步衛(wèi)星的周期相同，但不一定在赤道上空，所以不一定是地球同步衛(wèi)星，故A錯(cuò)誤；
B、從軌道Ⅰ到軌道Ⅲ的過程中，經(jīng)過兩次點(diǎn)火過程，點(diǎn)火時(shí)，動(dòng)能增大，重力勢能不變，其它過程只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒，所以從軌道Ⅰ到軌道Ⅲ的過程中，衛(wèi)星的機(jī)械能增大，故B正確；
C、7.9 km/s是地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度，所以衛(wèi)星在Ⅲ軌道上的運(yùn)行速度小于7.9 km/s，故C錯(cuò)誤；
D、在相對(duì)論中，高速飛行的物體時(shí)間變慢，則離地球越遠(yuǎn)，時(shí)鐘走的越快，所以從A到B運(yùn)動(dòng)過程中，衛(wèi)星上的時(shí)鐘變快，故D錯(cuò)誤．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 同步衛(wèi)星的軌道與地球赤道共面，知道地球衛(wèi)星的最大速度是7.9 km/s，明確愛因斯坦的相對(duì)論，注意相對(duì)論中空間與時(shí)間的變化．