Question

18．2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱．飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟．下列判断正确的是（　　）

• A． 飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的速度大于变轨后沿圆轨道运动的速度
• B． 飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态
• C． 飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度
• D． 飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度

Answer 1

分析 同步卫星的周期T=24h，根据周期与角速度的关系可知角速度的大小关系；飞船在飞行过程中只受地球万有引力作用，飞船处于完全失重状态，飞船的加速度由万有引力产生，加速度是否相同就是看飞船受到的万有引力是否一样．

解答 解：A、由椭圆轨道进入圆轨道，在P点加速，做离心运动，故飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的速度小于变轨后沿圆轨道运动的速度，故A错误；
B、飞船在圆轨道上时，航天员出舱前后，航天员所受地球的万有引力提供航天员做圆周运动的向心力，航天员此时的加速度就是万有引力加速度即航天员出舱前后均处于完全失重状态，故B正确；
C、因为飞船在圆形轨道上的周期为90分钟小于同步卫星的周期，根据ω=$\frac{2π}{T}$可知角速度与周期成反比，所以飞船的周期小角速度大于同步卫星的角速度，故C正确；
D、飞船变轨前后通过椭圆轨道远地点时的加速度均为万有引力加速度，据$a=\frac{GM}{{r}_{\;}^{2}}$可知，轨道半径一样，则加速度一样，故D错误．
故选：BC．

点评 圆形轨道上，航天器受到的万有引力提供航天器做圆周运动的向心力，即万有引力产生的加速度=向心加速度，无论航天器是否做圆周运动，空间某点航天器无动力飞行时的加速度即为万有引力加速度，此加速度只跟物体轨道半径有关，与运动状态无关．