Question

5．如图所示，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的速度大于在轨道Ⅰ上经过A的速度
• C． 在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期
• D． 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度

Answer 1

分析 A、轨道Ⅱ上由A点运动到B点，引力做正功，动能增加．
B、从轨道Ⅰ的A点进入轨道Ⅱ需减速，使万有引力大于所需要的向心力，做近心运动．
C、根据开普勒第三定律$\frac{{R}^{3}}{{T}^{2}}=C$，比较轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上运动的周期．
D、根据牛顿第二定律，通过比较所受的万有引力比较加速度．

解答 解：A、轨道Ⅱ上由A点运动到B点，引力做正功，动能增加，所以经过A的速度小于经过B的速度．故A正确．
    B、从轨道Ⅰ的A点进入轨道Ⅱ需减速，使万有引力大于所需要的向心力，做近心运动．所以轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度．故B错误．
    C、根据开普勒第三定律$\frac{{R}^{3}}{{T}^{2}}=C$，椭圆轨道的半长轴小于圆轨道的半径，所以在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期．故C错误．
    D、在轨道Ⅱ上和在轨道Ⅰ通过A点时所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律，加速度相等．故D错误．
故选：A．

点评 解决本题的关键理解飞船的变轨问题，以及知道开普勒第三定律$\frac{{R}^{3}}{{T}^{2}}=C$，可以通过比较需要的向心力与提供的合外力之间的关系判定同一点速度的大小，也可以变轨的原理说明．