2008年9月25日,我国成功发射了“神舟七号”载人飞船.假设飞船绕地球做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )
A.若宇航员从船舱中慢慢“走”出并离开飞船,飞船速率将减小
B.若有两个这样的飞船在同一轨道上,相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行,只要后一飞船向后喷气加速,则两飞船一定能实现对接
C.若知道飞船运动的周期和轨道半径,再利用万有引力常量,就可算出地球的质量
D.若飞船返回地球,在进入大气层之前的无动力飞行过程中,飞船的动能逐渐增大,机械能保持不变
【答案】
分析:环绕体的质量改变不影响环绕体的速率.
运用离心运动的知识解决问题.
研究飞船绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式只能求出中心体的质量,无法求出环绕体的质量.
分析飞船在进入大气层之前的过程中,万有引力做功情况,再去分析动能和势能的变化.
解答:解:A、研究飞船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:
,得出
.由此可知,宇航员从船舱中慢慢“走”出并离开飞船,飞船速率不会减小,故A错误.
B、若有两个这样的飞船在同一轨道上,相隔一段距离沿同一方向绕行,如果后一飞船向后喷出气体,那么后一飞船在短时间内速度就会增加,后一飞船所需要的向心力也会增加,而此时受到的万有引力大小几乎不变,也就小于所需要的向心力.那么后一飞船就会做离心运动,偏离原来的轨道,两飞船就不能实现对接.故B错误.
C、研究飞船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:
,知道飞船的运动轨道半径r和周期T,再利用万有引力常量G,通过前面的表达式就可算出地球的质量.故C正确.
D、飞船返回地球,在进入大气层之前的过程中,万有引力做正功,所以返回舱的动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能保持不变.故D正确.
故选CD.
点评:研究天体运动,运用万有引力提供向心力只能求出中心体的质量.
要同一轨道上的两飞船对接,后一飞船应该先喷出气体加速,再喷出气体减速,才有可能对接.