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8.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相切于Q点,轨道2、3相切于P点,则(  )
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上的角速度等于在轨道1上的角速度
C.卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率
D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度

分析 卫星绕地球做匀速圆周运动时,其向心力由万有引力提供,卫星通过做离心运动或近心运动实现轨道的变化,根据万有引力提供向心力列式求解.

解答 解:A、卫星绕地球做匀速圆周运动时,由万有引力提供向心力得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,得 v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$,可知卫星的轨道半径越大,速率越小,所以卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率.故A错误.
B、由万有引力提供向心力得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=mrω2,得ω=$\sqrt{\frac{GM}{{r}^{3}}}$,则轨道半径大的角速度小,所以卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度,故B错误.
C、从轨道1到轨道2,卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动,要实现这个运动必须使卫星加速,使其所需向心力大于万有引力,所以卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率.故C正确.
D、卫星运行时只受万有引力,由G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m得:加速度a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$,则知在同一地点,卫星的加速度相等,故D错误.
故选:C

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角速度的表达式,再进行讨论.知道知道卫星变轨的原理,卫星通过加速或减速来改变所需向心力实现轨道的变换.

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