Question

12．“軌道康復(fù)者”是“垃圾”衛(wèi)星的救星，被稱(chēng)為“太空110”，它可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源，延長(zhǎng)衛(wèi)星的使用壽命，假設(shè)“軌道康復(fù)者”的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，其運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，軌道平面與地球赤道平面重合，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． “軌道康復(fù)者”的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的5倍
• B． “軌道康復(fù)者”的速度是地球同步衛(wèi)星速度的$\sqrt{5}$倍
• C． 站在赤道上的人觀察到“軌道康復(fù)者”向西運(yùn)動(dòng)
• D． “軌道康復(fù)者”可在高軌道上加速，以實(shí)現(xiàn)對(duì)低軌道上衛(wèi)星的拯救

Answer 1

分析 根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，結(jié)合軌道半徑的關(guān)系得出加速度和周期的關(guān)系．根據(jù)“軌道康復(fù)者”的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度的關(guān)系判斷赤道上人看到“軌道康復(fù)者”向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)．

解答 解：萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力；
A、由牛頓第二定律得：G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=ma，解得：a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$，因?yàn)椤败壍揽祻?fù)者”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，則“軌道康復(fù)者”的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的25倍，故A錯(cuò)誤．
B、由牛頓第二定律得：G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得：v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$，因?yàn)椤败壍揽祻?fù)者”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，則“軌道康復(fù)者”的速度是地球同步衛(wèi)星速度的$\sqrt{5}$倍．故B正確．
C、因?yàn)椤败壍揽祻?fù)者”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期小于同步衛(wèi)星的周期，則小于地球自轉(zhuǎn)的周期，所以“軌道康復(fù)者”的角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度，站在赤道上的人用儀器觀察到“軌道康復(fù)者”向東運(yùn)動(dòng)．故C錯(cuò)誤．
D、“軌道康復(fù)者”要在原軌道上減速，做近心運(yùn)動(dòng)，才能“拯救”更低軌道上的衛(wèi)星．故D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道萬(wàn)有引力提供向心力這一重要理論，并能靈活運(yùn)用，以及知道衛(wèi)星變軌的原理，知道當(dāng)萬(wàn)有引力大于向心力，做近心運(yùn)動(dòng)，當(dāng)萬(wàn)有引力小于向心力，做離心運(yùn)動(dòng)．