Question

3．2016年9月，“天宮二號”飛向太空，中國航天邁出新的腳步．10月17日，載人飛船“神州十一號”在酒泉衛星發射中心發射升空，萬里赴約．10月19日，“神州十一號飛船”在距地面393公里的軌道高度成功完成與“天宮二號”的自動交會對接．景海鵬和陳冬兩位宇航員入住天宮二號實驗室，將在組合體內生活30天，開展大量科學實驗工作，成為中國史上時間最長的太空駐留飛行任務，設對接后的組合體在軌道上做勻速圓周運動，則下列說法中正確的是（　　）

• A． 對接前“神舟十一號”欲追上“天宮二號”，可以在同一軌道上點火加速
• B． 對接后“天宮二號”的速度小于第一宇宙速度
• C． 對接后“天宮二號”的運行周期大于地球同步衛星的周期
• D． 兩位航天員可以在“天宮二號”空間實驗室中借助重錘和打點計時器為全國中學生演示“驗證機械能守恒定律”實驗

Answer 1

分析 根據萬有引力提供向心力及近心運動和離心運動的相關知識即可求解．
第一宇宙速度是最小的發射速度，是最大的環繞地球運動的速度；
天宮二號和神舟十一號繞地球做勻速圓周運動，靠萬有引力提供向心力，根據萬有引力定律和牛頓第二定律比較周期的大小．空間實驗時內的物體處于完全失重狀態，一切與重力有關的實驗無法進行

解答 解：A、“神舟十一號”飛船與“天宮二號”在同一軌道上，飛船受到的萬有引力等于向心力，若讓飛船加速，所需要的向心力變大，萬有引力不變，所以飛船做離心運動，不能實現對接，故A錯誤
B、第一宇宙速度是最小的發射速度，是最大的環繞地球運動的速度，故B正確
C、由萬有引力提供向心力可得運行周期T=2π$\sqrt{\frac{{r}_{\;}^{3}}{GM}}$，故半徑越大，運行周期越大，所以對接后，對接后“天宮二號”的軌道半徑小于地球同步衛星的軌道半徑，所以“天宮二號”的運行周期小于地球同步衛星的周期，故C錯誤
D、在“天宮二號”空間實驗室中的物體處于完全失重狀態，重物不會由靜止開始做自由落體運動，故無法演示“驗證機械能守恒定律”實驗，故D錯誤；
故選：B

點評 解決本題的關鍵掌握周期與軌道半徑的關系，以及知道“神舟十一號”只有加速時，萬有引力不足以提供向心力，離開原軌道做離心運動可能與天宮二號對接．