Question

2011年9月29日，我國成功發(fā)射了“天宮1號(hào)”目標(biāo)飛行器，“天宮1號(hào)”進(jìn)入工作軌道后，其運(yùn)行周期約為91min．預(yù)計(jì)隨后不久將發(fā)射“神舟8號(hào)”飛船并與“天宮1號(hào)”在太空實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接．若對(duì)接前的某段時(shí)間內(nèi)“神舟8號(hào)”和“天宮1號(hào)”處在同一圓形軌道上順時(shí)針運(yùn)行，如圖所示．下列說法中正確的是（　　）

A．“神舟8號(hào)”和“天宮1號(hào)”的角速度相同

B．“神舟8號(hào)”比“天宮1號(hào)”的角速度大

C．若“神舟8號(hào)”僅向運(yùn)動(dòng)的相反方向噴氣加速，它將能在此軌道上和“天宮1號(hào)”相遇實(shí)現(xiàn)對(duì)接

D．若“神舟8號(hào)”僅向運(yùn)動(dòng)的相反方向噴氣加速，它將不可能在此軌道上和“天宮1號(hào)”相遇實(shí)現(xiàn)對(duì)接

Answer 1

分析：人造飛行器的運(yùn)動(dòng)是萬有引力提供共向心力圓周運(yùn)動(dòng)，由F=F_向，G

Mm

r2

=m

v2

r

=mω²r=m（

2π

T

）²r解析可得v，ω，T，與r之間的關(guān)系，要想實(shí)現(xiàn)航天器的對(duì)接，必須讓兩個(gè)物體相距為零，且相對(duì)靜止．

解答：解：A、某段時(shí)間內(nèi)“神舟8號(hào)”和“天宮1號(hào)”處在同一圓形軌道上順時(shí)針運(yùn)行，軌道半徑相同，由萬有引力提供共向心力，即G

Mm

r2

=m

v2

r

=mω²r，得ω=

GM r3

僅由r即決定，A正確；
B、與A相悖，B錯(cuò)誤；
C、兩飛行器處于同一軌道，然后后者加速，那么后一飛行器在短時(shí)間內(nèi)速度就會(huì)增加，后一飛行器所需要的向心力也會(huì)增加，而此時(shí)受到的萬有引力大小幾乎不變，也就小于所需要的向心力．那么后一飛行器就會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，偏離原來的軌道，兩飛行器就不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，C錯(cuò)誤．
D、與C 相反，后一飛行器將做靠近圓心的運(yùn)動(dòng)，也會(huì)偏離原來的軌道，兩飛行器就不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，D正確．
故選AD

點(diǎn)評(píng)：本題與科技背景相聯(lián)系，關(guān)鍵是建立物理模型---圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用萬有引力提供向心力知識(shí)去解決．