Question

1．2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（　　）

• A． 在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
• B． 在轨道Ⅱ上经过A的动能大于在轨道Ⅰ上经过A 的动能
• C． 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
• D． 在轨道Ⅱ上经过A的加速度大于在轨道Ⅰ上经过A的加速度

Answer 1

分析 航天飞机运动过程机械能守恒，根据机械能守恒定律分析判断航天飞机的速度如何变化；
航天飞机绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出周期与加速度，然后分析答题．

解答 解：A、航天飞机在Ⅱ上运动过程中机械能守恒，卫星由A到B过程万有引力做正功，航天飞机的动能增大，速度变大，因此在Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度，故A正确；
B、航天飞机由轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，轨道半径减小，航天飞机要做向心运动，要在A点减速，因此在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能，故B错误；
C、卫星做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$（\frac{2π}{T}）^{2}$r，解得：T=2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$，由于Ⅱ的轨道半径小于Ⅰ的轨道半径，则在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，故C正确；
D、卫星做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=ma，解得：a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$，轨道半径r相同，在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，故D错误；
故选：AC．

点评 解决本题的关键理解航天飞机绕地球运动的规律．要注意向心力是物体做圆周运动所需要的力，比较加速度，应比较物体实际所受到的力，即万有引力．