题目内容

7.发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是(  )
A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C.卫星在轨道1和3上运行时机械能守恒,在轨道2上运行时机械能不守恒
D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度

分析 根据人造卫星的万有引力等于向心力,列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可.

解答 解:A、在轨道3和1上卫星都做匀速圆周运动有$G\frac{mM}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$可得v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$,由于轨道3半径较大,故速率较小,故A错误;
B、在轨道3和1上卫星都做匀速圆周运动有$G\frac{mM}{{r}^{2}}=mr{ω}^{2}$可得$ω=\sqrt{\frac{GM}{{r}^{3}}}$,由于轨道3轨道半径较大,故角速度较小,故B正确;
C、卫星在三个轨道上运行时都只受地球万有引力作用,卫星的机械能均守恒,故C错误;
D、卫星在P点的加速度均由万有引力产生,故在同一点时,不管卫星在哪个轨道由万有引力产生的加速度均相同,故D正确.
故选:BD.

点评 本题关键抓住万有引力提供向心力,先列式求解出线速度和周期的表达式,再进行讨论.

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