题目内容

12.如图所示,某人造地球卫星发射过程经过地球近地轨道Ⅰ、椭圆轨道Ⅱ,最终到达预定圆周轨道Ⅲ,椭圆轨道Ⅱ与近地轨道Ⅰ和圆周轨道Ⅲ分别相切于P点和Q点,已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,卫星从P点到Q点运行时间tPQ=8π$\sqrt{\frac{R}{g}}$,则下列说法正确的是(  )
A.卫星从P点到Q点做减速运动B.圆周轨道Ⅲ的半径为8R
C.圆周轨道Ⅲ的半径为7RD.卫星在圆周轨道Ⅲ的周期为14π$\sqrt{\frac{R}{g}}$

分析 根据万有引力做功正负分析卫星从P点到Q点速度的变化.由开普勒第三定律求圆周轨道Ⅲ的半径.由万有引力等于向心力,以及重力等于万有引力分别列式,即可求得卫星在圆周轨道Ⅲ的周期.

解答 解:A、卫星从P点到Q点的过程中,万有引力对卫星对做负功,其速度减小,做减速运动,故A正确.
BC、由题可得,卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动的周期为:TⅡ=2tPQ=16π$\sqrt{\frac{R}{g}}$,设圆周轨道Ⅲ的半径为r,卫星在近地轨道Ⅰ运行的周期为TⅠ.
则有:g=$\frac{4{π}^{2}}{{T}_{Ⅰ}^{2}}$R,解得:TⅠ=2π$\sqrt{\frac{R}{g}}$
由开普勒第三定律得:$\frac{{T}_{Ⅱ}^{2}}{{T}_{Ⅰ}^{2}}$=$\frac{(\frac{R+r}{2})^{3}}{{R}^{3}}$,
解得:r=7R.故B错误,C正确.
D、由开普勒第三定律得:$\frac{{T}_{Ⅲ}^{2}}{{T}_{Ⅰ}^{2}}$=$\frac{{r}^{3}}{{R}^{3}}$
解得卫星在圆周轨道Ⅲ的周期为 TⅢ=6π$\sqrt{\frac{7R}{g}}$.故D错误.
故选:AC

点评 解决本题的关键要掌握开普勒第三定律$\frac{{a}^{3}}{{T}^{2}}$=k,要知道公式中a是半长轴,灵活运用比例法解答.

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