Question

4．2016年8月16日，我国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”被送入500km高的运行轨道上，现已投入使用．“墨子号”卫星在轨道上的运行速度（　　）

• A． 等于11.2km/s
• B． 等于7.9km/s
• C． 小于7.9km/s
• D． 大于7.9km/s

Answer 1

分析 “墨子号”是地球的卫星，运行速度一定小于第二宇宙速度，即小于11.2km/s．卫星500km高的运行轨道上，根据“高轨低速大周期”速度可知小于7.9km/s．

解答 解：万有引力提供向心力可知：
 $G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$
所以$v=\sqrt{\frac{GM}{r}}$，半径越大，速度越小，即“高轨低速”．
7.9km/s是第一宇宙速度，即近地轨道的环绕速度．500km轨道比近地轨道高，速度小于7.9km/s，故C正确．
故选：C．

点评 第一宇宙速度（7.9km/s）是沿地球表面作圆周运动时必须具备的发射速度，也叫环绕速度；第二宇宙速度（11.2km/s）脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星，亦称脱离速度是逃离速度；第三宇宙速度（16.7km/s）是从地球表面发射航天器，飞出太阳系，到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小发射速度．
“高轨低速大周期”对于判断空中圆轨道上运行的天体（同一个中心天体）速度和周期比较简单．