Question

如图所示，从地球表面发射一颗卫星，先让其进入椭圆轨道I运动，A、B分别为椭圆轨道的近地点和远地点，卫星在远地点B点火加速变轨后沿圆轨道II运动．下列说法中正确的是（　　）

A．卫星沿轨道II运动的周期小于沿轨道I运动的周期

B．卫星在轨道II上机械能大于在轨道I上的机械能

C．卫星在轨道II上B点的加速度大于在轨道I上B点的加速度

D．卫星在轨道II上C点的加速度大于在轨道I上A点的加速度

Answer 1

分析：根据开普勒第三定律，绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星，其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常数，解决周期的长短；机械能可以根据除万有引力以外的力做功来判断，其它力所做的功；加速度大小的根据合外力的大小来判断．

解答：解：A、根据开普勒第三定律，绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星，其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常数；后来把开普勒第三定律推广，绕以中心天体为焦点的椭圆轨道运行的所有行星，其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常数，即

R3

T2

=

GM

4π2

=C，由此可得椭圆轨道半长轴的越长的卫星周期也越长，所以卫星沿轨道II运动的周期大于沿轨道I运动的周期，故A错误．
B、卫星在远地点B点火加速变轨后沿圆轨道II运动，因为在B点点火加速，除万有引力外的其它力做正功，所以卫星在轨道II上机械能大于在轨道I上的机械能，故B正确．
C、卫星仅受万有引力作用，所以加速度的大小有万有引力的大小决定，卫星无论是在轨道II上B点还是在轨道I上B点，它们是同一个点，万有引力相同，
由牛顿第二定律得：F=

GMm

r2

=ma；所以卫星在轨道II上B点的加速度等于在轨道I上B点的加速度，故C错误．
D、卫星在轨道II上C点与在轨道I上A点相比，C点离地心的距离r大，万有引力小，所以卫星在轨道II上C点的加速度小于在轨道I上A点的加速度，故D错误．
故选：B．

点评：本题考查开普勒定律的应用，当然，也可根据万有引力等于向心力列式求解．