Question

10．2013年6月13日神舟十号与天官一号完成自动交会对接．可认为天宫一号绕地球做匀速圆周运动，对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气，则下面说法正确的是（　　）

• A． 航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用
• B． 为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
• C． 如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢升高
• D． 如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加

Answer 1

分析 万有引力提供圆周运动的向心力，所以第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度，卫星由于摩擦阻力作用，轨道高度将降低，运行速度增大，失重不是失去重力而是对悬绳的拉力或支持物的压力减小的现象．根据相应知识点展开分析即可．

解答 解：A、失重状态说明航天员对悬绳或支持物体的压力为0，而地球对他的万有引力提供他随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，故A错误；
B、第一宇宙速度为最大环绕速度，两者运行速度的大小一定小于第一宇宙速度，故B错误；
C、卫星本来做圆周运动，满足万有引力提供向心力即$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$，对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气，由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小，提供的引力大于卫星所需要的向心力故卫星将做近心运动，即轨道半径将减小．故C错误；
D、根据万有引力提供向心力有：$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$得：v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$，轨道高度降低，在新的轨道做圆周运动卫星的线速度较大，故动能将增大，故D正确；
故选：D

点评 解决卫星运行规律问题的核心原理是万有引力提供向心力，通过选择不同的向心力公式，来研究不同的物理量与轨道半径的关系．