Question

3．2016年9月，“天宫二号”飞向太空，中国航天迈出新的脚步．10月17日，载人飞船“神州十一号”在酒泉卫星发射中心发射升空，万里赴约．10月19日，“神州十一号飞船”在距地面393公里的轨道高度成功完成与“天宫二号”的自动交会对接．景海鹏和陈冬两位宇航员入住天宫二号实验室，将在组合体内生活30天，开展大量科学实验工作，成为中国史上时间最长的太空驻留飞行任务，设对接后的组合体在轨道上做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（　　）

• A． 对接前“神舟十一号”欲追上“天宫二号”，可以在同一轨道上点火加速
• B． 对接后“天宫二号”的速度小于第一宇宙速度
• C． 对接后“天宫二号”的运行周期大于地球同步卫星的周期
• D． 两位航天员可以在“天宫二号”空间实验室中借助重锤和打点计时器为全国中学生演示“验证机械能守恒定律”实验

Answer 1

分析 根据万有引力提供向心力及近心运动和离心运动的相关知识即可求解．
第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕地球运动的速度；
天宫二号和神舟十一号绕地球做匀速圆周运动，靠万有引力提供向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律比较周期的大小．空间实验时内的物体处于完全失重状态，一切与重力有关的实验无法进行

解答 解：A、“神舟十一号”飞船与“天宫二号”在同一轨道上，飞船受到的万有引力等于向心力，若让飞船加速，所需要的向心力变大，万有引力不变，所以飞船做离心运动，不能实现对接，故A错误
B、第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕地球运动的速度，故B正确
C、由万有引力提供向心力可得运行周期T=2π$\sqrt{\frac{{r}_{\;}^{3}}{GM}}$，故半径越大，运行周期越大，所以对接后，对接后“天宫二号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以“天宫二号”的运行周期小于地球同步卫星的周期，故C错误
D、在“天宫二号”空间实验室中的物体处于完全失重状态，重物不会由静止开始做自由落体运动，故无法演示“验证机械能守恒定律”实验，故D错误；
故选：B

点评 解决本题的关键掌握周期与轨道半径的关系，以及知道“神舟十一号”只有加速时，万有引力不足以提供向心力，离开原轨道做离心运动可能与天宫二号对接．