题目内容

10.“神舟三号”顺利发射升空后,在离地面340km的圆轨道上运行了108圈.运行中需要多次进行“轨道维持”.所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小、方向,使飞船能保持在预定轨道上稳定运行.如果不进行轨道维持,由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力,轨道高度会逐渐降低,在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能变化情况将会是(  )
A.动能、重力势能和机械能都逐渐减小
B.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变
C.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变
D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小

分析 飞船的万有引力提供向心力,根据速度公式求解动能,根据从低轨道到高轨道要做功判断机械能的变化情况.

解答 解:飞船的轨道高度逐渐降低,离地球越来越近,万有引力做正功,重力势能减小;
根据万有引力提供向心力得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$,v随r的减小而增大,所以飞船的动能增大;
飞船在飞行的过程中受到空气的摩擦,轨道才降低,所以摩擦力做功,机械能减小.故D正确,ABC错误;
故选:D.

点评 本题是万有引力充当向心力各个表达式的应用,此应用在选择题时,可以有这样一个结论,除周期随半径增大而增大以外,其余都是随半径增大而减小.

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