题目内容

16.2011年9月29日晚21时16分,我国首个目标飞行器“天宫一号”发射升空,它将于两年内分别与“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”飞船对接,从而建立我国第一个空间实验室.假如“天宫一号”和“神舟八号”对接前所处的轨道如图甲所示,图乙是它们在轨道上即将对接的模拟图.当它们处于甲所示的轨道运行时,下列说法中正确的是(  )
A.神舟八号的加速度比天宫一号大
B.神舟八号运行的线速度比天宫一号的小
C.神舟八号的运行周期比天宫一号的长
D.神舟八号通过点火加速后可以与天宫一号实现对接

分析 万有引力提供向心力,应用万有引力公式与牛顿第二定律求出加速度、线速度、周期的表达式,然后分析答题.

解答 解:飞行器绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力;
A、由牛顿第二定律得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=ma,解得:a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$,轨道半径r越大,向心加速度a越小,“天宫一号”的轨道半径比“神舟八号”的轨道半径大,则神州八号的向心加速度大,故A正确;
B、由牛顿第二定律得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得:v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$,轨道半径r越大,线速度v越小,“天宫一号”的轨道半径比“神舟八号”的轨道半径大,神州八号的线速度大于天宫一号的线速度,故B错误;
C、由牛顿第二定律得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$(\frac{2π}{T})^{2}$r,解得:T=2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$,轨道半径r越大,周期T越长,“天宫一号”的轨道半径比“神舟八号”的轨道半径大,神州八号的周期小于天宫一号的周期,故C错误;
D、由图示可知,神州八号的轨道半径小,神州八号点火做加速运动,速度变大,它做圆周运动需要的向心力变大,需要的向心力大于它受到的万有引力,神州八号做离心运动,轨道半径变大以便实现与天宫一号的对接,故D正确;
故选:AD.

点评 本题考查了万有引力定律的应用,知道万有引力提供向心力,应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题;当提供的向心力小于物体需要的向心力时,物体做离心运动,物体的轨道半径变大,因此卫星要实现变轨,使轨道半径变大时,卫星需要在原轨道加速.

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