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13.2012年6月16日,刘旺、景海鹏、刘洋三名宇航员搭乘“神舟九号”飞船飞向太空.6月24日执行手动载人交汇对接任务后,于29日10时03分乘返回舱安全返回.返回舱在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示.关于返回舱的运动,下列说法中正确的是(  )
A.在轨道Ⅱ上经过A的速率大于在轨道I上经过A的速率
B.在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道I上运动的周期
C.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度
D.在同一轨道Ⅱ上经过A的速率小于经过B的速率

分析 绕地球做圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力,绕地球做椭圆轨道运动时,在近地点卫星将做离心运动,在远地点卫星将开始做近心运动,由此判断卫星在不同轨道上经过同一点时的速度大小即可.

解答 解:A、飞船在椭圆轨道上运动时A点为远地点,经过A点飞船将开始做近心运动,提供的向心力大于在该轨道上做圆周运动所需的向心力,
即在轨道II上有:G $\frac{GMm}{{r}_{A}^{2}}$>m $\frac{{v}_{II}^{2}}{{r}_{A}}$,
在轨道I上做圆周运动有:G$\frac{mM}{{r}_{A}^{2}}$=m$\frac{{v}_{I}^{2}}{{r}_{A}^{\;}}$,由可知vII<vI;故A错误;
B、由开普勒第三定律知,由于在轨道II上运动时半长轴小于轨道I的半径,故在轨道II上的周期小于在轨道I上的周期,故B错误;
C、飞船在A点的加速度由万有引力产生,因为是同一位置,故不管在哪个轨道上运动,飞船的加速度大小一样,故C错误;
D、飞船在同一轨道上从远地点A向近地点B运动时,所受万有引力对飞船做功,飞船的动能增加,故速度增加,即在B点的速率大于A点速率,故D正确.
故选:D.

点评 知道飞船做圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力,熟悉飞船运行时的变轨原理是解决本题的主要入手点.

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