题目内容

1.假设将来人类登上了火星,考察完毕后,乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时,经历如图所示的变轨过程,P点为三个轨道的切点,Q点为轨道Ⅱ的远火星点,则有关这艘飞船的下列说法,正确的是(  )
A.飞船在轨道Ⅰ上运动时的机械能大于在轨道Ⅱ上运动时的机械能
B.飞船在轨道Ⅱ上运动时,经过Q点时的速度小于在轨道Ⅰ上运动经过P点时的速度
C.飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D.飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船绕地球以轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同

分析 飞船在椭圆轨道上运动时,近地点速度大远地点速度小,飞船通过做近心运动和离心运动来实现轨道高度的调整,由能量关系判定机械能的变化,根据开普勒行星定律分析周期的变化

解答 解:A、飞船在轨道I上运动时需要加速才能进入轨道II,在加速过程中发动机对飞船做正功,飞船的机械能增大,故A错误;
B、在轨道II上运动,P为近星点,速度大于远星点Q,故B正确;
C、飞船在P点的加速度由万有引力产生,在同一点万有引力产生的加速度相同,与飞船所在轨道位置无关,故C正确;
D、据万有引力提供圆周运动向心力$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{4{π}^{2}r}{{T}^{2}}$,有卫星的周期T=$\sqrt{\frac{4{π}^{2}{r}^{3}}{GM}}$,可知飞船的周期除了与半径有关外还与中心天体的质量有关,故D错误.
故选:BC

点评 万有引力提供圆周运动向心力,卫星通过做离心运动或近心运动实现轨道高度的变化,据此可以根据能量关系分析飞船机械能的变化.

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