Question

11．2008年9月25日至28日我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載入航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙．飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘．下列判斷正確的是（　�。�

• A． 飛船變軌前后的機(jī)械能相等
• B． 飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于超重狀態(tài)
• C． 飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角度速度小于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度
• D． 飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度等于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度

Answer 1

分析 知道機(jī)械能包括動(dòng)能和勢(shì)能，點(diǎn)火加速動(dòng)能增加．
判斷物體出于超重和失重的方法是看物體加速度的方向．
根據(jù)同步衛(wèi)星和圓軌道上運(yùn)動(dòng)飛船周期的關(guān)系結(jié)合周期與角速度的關(guān)系去求出同步衛(wèi)星和圓軌道上運(yùn)動(dòng)飛船角速度的關(guān)系．
根據(jù)加速度是物體合力所決定的來(lái)求出兩者加速度關(guān)系．

解答 解：A、飛船點(diǎn)火變軌，點(diǎn)火以后的質(zhì)量可以認(rèn)為幾乎不變．或者說(shuō)，損失的氣體質(zhì)量與飛船相比較太小了．不于考慮．變軌后．可以認(rèn)為勢(shì)能不變（在變軌點(diǎn)），增加的是動(dòng)能，所以變軌后機(jī)械能增加，故A錯(cuò)誤．
B、飛船在圓軌道上時(shí)萬(wàn)有引力來(lái)提供向心力，航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)，故B正確．
C、飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期90分鐘小于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期24小時(shí)，根據(jù)T=$\frac{2π}{ω}$可知，飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角度速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度，故C錯(cuò)誤．
D、飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)只有萬(wàn)有引力來(lái)提供加速度，變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)也是只有萬(wàn)有引力來(lái)提供加速度，而兩個(gè)位置的軌道半徑相等，所以飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)萬(wàn)有引力與沿圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)萬(wàn)有引力相等，即加速度相等，故D正確．
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 圓形軌道上，航天器受到的萬(wàn)有引力提供航天器做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即萬(wàn)有引力產(chǎn)生的加速度=向心加速度，無(wú)論航天器是否做圓周運(yùn)動(dòng)，空間某點(diǎn)航天器無(wú)動(dòng)力飛行時(shí)的加速度即為萬(wàn)有引力加速度，此加速度只跟物體軌道半徑有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)．