Question

10．2013年6月13日神舟十號(hào)與天官一號(hào)完成自動(dòng)交會(huì)對(duì)接．可認(rèn)為天宮一號(hào)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的空氣，則下面說法正確的是（　　）

• A． 航天員在天宮一號(hào)中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用
• B． 為實(shí)現(xiàn)對(duì)接，兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間
• C． 如不加干預(yù)，天宮一號(hào)的軌道高度將緩慢升高
• D． 如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號(hào)的動(dòng)能可能會(huì)增加

Answer 1

分析 萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以第一宇宙速度是圍繞地球圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度，衛(wèi)星由于摩擦阻力作用，軌道高度將降低，運(yùn)行速度增大，失重不是失去重力而是對(duì)懸繩的拉力或支持物的壓力減小的現(xiàn)象．根據(jù)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)展開分析即可．

解答 解：A、失重狀態(tài)說明航天員對(duì)懸繩或支持物體的壓力為0，而地球?qū)λ�的萬有引力提供他隨天宮一號(hào)圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故A錯(cuò)誤；
B、第一宇宙速度為最大環(huán)繞速度，兩者運(yùn)行速度的大小一定小于第一宇宙速度，故B錯(cuò)誤；
C、衛(wèi)星本來做圓周運(yùn)動(dòng)，滿足萬有引力提供向心力即$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$，對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的空氣，由于摩擦阻力作用衛(wèi)星的線速度減小，提供的引力大于衛(wèi)星所需要的向心力故衛(wèi)星將做近心運(yùn)動(dòng)，即軌道半徑將減小．故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)萬有引力提供向心力有：$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$得：v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$，軌道高度降低，在新的軌道做圓周運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星的線速度較大，故動(dòng)能將增大，故D正確；
故選：D

點(diǎn)評(píng) 解決衛(wèi)星運(yùn)行規(guī)律問題的核心原理是萬有引力提供向心力，通過選擇不同的向心力公式，來研究不同的物理量與軌道半徑的關(guān)系．