Question

發(fā)射同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道1，然后經點火使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3．軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖所示．當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運動時，以下說法正確的是（ ）

A．衛(wèi)星在軌道3上經過P點的速率小于在軌道2上經過P點的速率
B．衛(wèi)星在軌道2上的機械能小于在軌道1上的機械能
C．衛(wèi)星在軌道2上由Q向P運動的過程中速率越來越小
D．衛(wèi)星在軌道3上經過P點的加速度大于在軌道2上經過P點的加速度

Answer 1

【答案】分析：根據衛(wèi)星在軌道上飛行只受引力，機械能守恒去判斷近地點和遠地點的速度大小關系．
當萬有引力剛好提供衛(wèi)星所需向心力時 衛(wèi)星正好可以做勻速圓周運動
1．若是供大于需 則衛(wèi)星做逐漸靠近圓心的運動
2．若是供小于需 則衛(wèi)星做逐漸遠離圓心的運動
牛頓第二定律和萬有引力定律結合應用解決問題．
解答：解：A、在橢圓軌道遠地點實施變軌成圓軌道是做逐漸遠離圓心的運動，要實現這個運動必須萬有引力小于衛(wèi)星所需向心力，所以應給衛(wèi)星加速，增加所需的向心力，衛(wèi)星在軌道3上經過P點的速率大于在軌道2上經過P點的速率，故A錯誤．
B、衛(wèi)星從軌道1到軌道2需要克服引力做較多的功，故在軌道2上機械能較大，故B錯誤
C、因為衛(wèi)星在軌道上飛行只受引力，根據機械能守恒條件知道，
衛(wèi)星在橢圓軌道上飛行時機械能守恒，由于遠地點P的勢能大于近地點Q勢能，所以遠地點P的動能就小于近地點Q的動能．
所以由近地點Q到遠地點P衛(wèi)星速度越來越小．故C正確．
D、根據牛頓第二定律和萬有引力定律得衛(wèi)星在軌道3上經過P點的加速度等于在軌道2上經過P點的加速度．故D錯誤
故選C．
點評：衛(wèi)星變軌也就是近心運動或離心運動，根據提供的萬有引力和所需的向心力關系確定．
要比較一個物理量大小，我們應該把這個物理量先表示出來，在進行比較．