题目内容

13.按照我国整个月球探测活动的计划,在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后,将开展第二步“落月”工程,预计在2013年以前完成.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0,飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道I运动,到达轨道的A点.点火变轨进入椭圆轨道II,到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动.下列判断正确的是(  )
A.飞船在轨道I上的运行速率v0=$\sqrt{{g}_{0}R}$
B.飞船在A点处点火时,动能增大
C.飞船从A到B运行的过程中处于完全失重状态
D.飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间T=2π$\sqrt{\frac{R}{{g}_{0}}}$

分析 在月球表面,万有引力等于重力,在任意轨道,万有引力提供向心力,联立方程即可求解,
卫星变轨也就是近心运动或离心运动,根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定.
飞船在近月轨道Ⅲ绕月球运行,重力提供向心力,根据向心力周期公式即可求解

解答 解:A、飞船在轨道Ⅰ上,万有引力提供向心力:$\frac{GMm}{(4R)^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{4R}$,
      在月球表面,万有引力等于重力得:$GM={g}_{0}{R}^{2}$,解得:v=$\frac{\sqrt{{g}_{0}R}}{2}$,故A错误;
B、在圆轨道实施变轨成椭圆轨道远地点是做逐渐靠近圆心的运动,要实现这个运动必须万有引力大于飞船所需向心力,所以应给飞船减速,减小所需的向心力,动能减小,故B错误;
C、飞船从A到B运行的过程中只受重力,所以处于完全失重状态,故C正确
D、根据$m{g}_{0}=m\frac{4{π}^{2}R}{{T}^{2}}$解得:T=$2π\sqrt{\frac{R}{{g}_{0}}}$,故D正确;
故选:CD

点评 该题考查了万有引力公式及向心力基本公式的应用,难度不大,属于中档题

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