Question

14．2008年9月25日至28日，我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載人航天飛行并實(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． 飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度小于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度
• B． 飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的速度小于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的速度
• C． 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
• D． 飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)

Answer 1

分析 飛船的加速度由萬(wàn)有引力產(chǎn)生，加速度是否相同就是看飛船受到的萬(wàn)有引力是否一樣．同步衛(wèi)星的周期T=24h，根據(jù)周期與角速度的關(guān)系可知角速度的大小關(guān)系．
飛船在飛行過程中只受地球萬(wàn)有引力作用，飛船處于完全失重狀態(tài)．

解答 解：A、飛船變軌前后通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度均為萬(wàn)有引力加速度，
據(jù)a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$可知，軌道半徑一樣則加速度一樣，故A錯(cuò)誤．
B、根據(jù)開普勒第二定律，飛船在遠(yuǎn)地點(diǎn)速度小于近地點(diǎn)的速度，
飛船在橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)需加速，使得萬(wàn)有引力等于向心力，變軌到圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的速度小于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的速度，故B正確；
C、因?yàn)轱w船在圓形軌道上的周期為90分鐘小于同步衛(wèi)星的周期，根據(jù)ω=$\frac{2π}{T}$可知角速度與周期成反比，所以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正確；
D、飛船在圓軌道上時(shí)，航天員出艙前后，航天員所受地球的萬(wàn)有引力提供航天員做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，航天員此時(shí)的加速度就是萬(wàn)有引力加速度，即航天員出艙前后均處于完全失重狀態(tài)，故D正確；
故選：BCD．

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)生的加速度等于向心加速度，無論航天器是否做圓周運(yùn)動(dòng)，空間某點(diǎn)航天器無動(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)無關(guān)．