Question

我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“以小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时）．然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”，最后奔向月如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比（　　）

A．卫星速度增大，引力势能和动能之和减小

B．卫星速度减小，引力势能和动能之和增大

C．卫星速度增大，引力势能和动能之和增大

D．卫星速度减小，引力势能和动能之和减小

Answer 1

分析：研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式．
因为卫星要从低轨道到高轨道需要加速然后做离心运动，在到高轨道的过程中动能转化为势能，轨道越高克服引力做的功越多，所以在高轨道能量高．

解答：解：研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：

GMm

r2

=

mv2

r

v=

GM r

在每次变轨完成后与变轨前相比，轨道半径增大，所以卫星速度减小．
卫星要从低轨道到高轨道需要加速然后做离心运动，在到高轨道的过程中动能转化为势能，轨道越高克服引力做的功越多，所以轨道越大卫星的机械能越大．
故选B．

点评：向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．
卫星变轨问题，要抓住确定轨道上运行机械能守恒，在不同轨道上的卫星其机械能不同，轨道越大机械能越大．