题目内容

我国“嫦娥一号”探月卫星发射后,先在“24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”;最后奔向月球.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,(  )
分析:卫星在各自轨道上做圆周运动向心力由万有引力提供,讨论轨道半径与周期的关系,根据周期确定轨道半径大小,再根据半径确定角速度、线速度、引力的大小变化情况.
解答:解:万有引力提供向心力有:G
mM
r2
=mr
4π2
T2
可得运动半径与周期的关系为:r=
3
GMT2
4π2
,由题意可得:r24<r48<r72
A、根据万有引力提供向心力有:G
mM
r2
=mrω2
ω=
GM
r3
,随着r增大,万有引力减小,角速度减小,故A正确;
B、根据万有引力提供向心力有:G
mM
r2
=mrω2
ω=
GM
r3
,随着r增大,万有引力减小,角速度减小,故B错误;
C、根据万有引力提供向心力有:G
mM
r2
=m
v2
r
v=
GM
r
,随着 r增大,线速度v关小,卫星动能减小,由于卫星轨道增加的过程中克服引力做功,故势能增大,故C错误;
D、根据万有引力提供向心力有:G
mM
r2
=m
v2
r
v=
GM
r
,随着 r增大,线速度v关小,卫星动能减小,由于卫星轨道增加的过程中克服引力做功,故势能增大,故D正确.
故选AD.
点评:万有引力提供圆周运动向心力,讨论半径与线速度、周期、及角速度的关系,知道克服引力做功卫星的引力势能增加.
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