Question

根據(jù)我國載人航天工程二期實(shí)施計(jì)劃，2011年下半年將先后發(fā)射“天宮一號”目標(biāo)飛行器和“神舟八號”飛船，并進(jìn)行兩者間的無人交會對接飛行試驗(yàn)．某同學(xué)得知上述消息后，畫出“天宮一號”和“神舟八號”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的假想圖，如圖所示，A代表“天宮一號”，B代表“神舟八號”，虛線為各自的軌道．根據(jù)此假想圖，可以判定（ ）
A．“天宮一號”的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度
B．“天宮一號”的周期小于“神舟八號”的周期
C．“天宮一號”的向心加速度大于“神舟八號”的向心加速度
D．“神舟八號”加速有可能與“天宮一號”實(shí)現(xiàn)對接

Answer 1

【答案】分析：“天宮一號”與“神舟八號”飛船均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)人造衛(wèi)星的萬有引力等于向心力，列式求出線速度、角速度、周期和向心力的表達(dá)式進(jìn)行討論即可．
解答：解：A、人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，有
F=F_向
F=G
F_向=m=mω²r=m（）²r
因而
G=m=mω²r=m（）²r=ma
解得
v= ①
T==2π ②
a= ③
由于“天宮一號”的軌道半徑大于“神舟八號”飛船的軌道半徑，故由①式，“天宮一號”的速度較小，而第一宇宙速度為近地軌道的環(huán)繞速度，同時(shí)也是圓軌道上速度的最大值，故A錯(cuò)誤；
B、由于“天宮一號”的軌道半徑大于“神舟八號”飛船的軌道半徑，故由②式，“天宮一號”的周期大于“神舟八號”的周期，故B錯(cuò)誤；
C、由于“天宮一號”的軌道半徑大于“神舟八號”飛船的軌道半徑，故由③式，“天宮一號”的向心加速度小于“神舟八號”的向心加速度，故C錯(cuò)誤；
D、“神舟八號”軌道較低，軌道半徑較小，當(dāng)加速時(shí)，沿原軌道運(yùn)動(dòng)所需的向心力變大，萬有引力將不足以提供向心力，飛船將做離心運(yùn)動(dòng)，剛好可能與“天宮一號”實(shí)現(xiàn)對接，故D正確；
故選D．
點(diǎn)評：本題關(guān)鍵抓住萬有引力提供向心力，先列式求解出線速度、角速度、周期和加速度的表達(dá)式，再進(jìn)行討論．