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13.空间站是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所.假设空间站正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行,其到地心的距离为同步卫星到地心距离的$\frac{1}{5}$,且运行方向与地球自转方向一致.下列说法正确的是(  )
A.空间站运行的加速度大于地球表面的重力加速度
B.站在地球赤道上的人观察到空间站向东运动
C.在空间站工作的宇航员因受到平衡力作用而在舱中悬浮
D.空间站运行的速度大小等于同步卫星运行速度大小的 $\sqrt{5}$倍

分析 根据空间站在某一位置受到的万有引力提供它做圆周运动的向心力,表示出加速度进行比较;
同步卫星和地球自转的角速度相同,比较出空间站和同步卫星的角速度大小,就可以判断出空间站相对于地球的运行方向.

解答 解:A、根据空间站在某一位置受到的万有引力提供它做圆周运动的向心力,$\frac{GMm}{r^2}=ma$
解得:
a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$
根据万有引力等于重力得:
$\frac{GMm}{R^2}=mg$
地球表面的重力加速度:
g=$\frac{GM}{{R}^{2}}$>$\frac{GM}{{r}^{2}}$,
所以空间站运行的加速度小于地球表面的重力加速度,故A错误;
B、轨道半径越大,角速度越小,同步卫星和地球自转的角速度相同,所以空间站的角速度大于地球自转的角速度,所以站在地球赤道上的人观察到空间站向东运动,故B正确;
C、在“空间站”工作的宇航员处于完全失重状态,靠万有引力提供向心力,做圆周运动,故C错误;
D、根据$\frac{GMm}{{r}^{2}}$=$\frac{m{v}^{2}}{r}$得:v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$∝$\frac{1}{\sqrt{r}}$;
空间站到地心的距离为同步卫星到地心距离的$\frac{1}{5}$,故空间站运行的速度大小等于同步卫星运行速度大小的 $\sqrt{5}$倍,故D正确;
故选:BD

点评 解决本题的关键掌握万有引力等于重力,以及处于空间站中的人、物体处于完全失重状态,靠地球的万有引力提供向心力,做圆周运动.

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