Question

11．嫦娥二号卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100公里，周期为118分钟的工作轨道，开始对月球进行探测，则下列说法错误的是（　　）

• A． 卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小
• B． 卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上小
• C． 卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时大
• D． 卫星在轨道Ⅰ上经过P点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度

Answer 1

分析 根据万有引力提供向心力，得出线速度与轨道半径的关系，从而比较卫星在轨道Ⅲ上的运动速度与月球的第一宇宙速度大小．卫星在轨道Ⅲ上的P点需加速做离心运动可以进入轨道Ⅰ．根据开普勒第三定律得出周期的大小关系，根据牛顿第二定律，通过卫星所受的合力的大小比较加速度的大小．

解答 解：A、第一宇宙速度为v：$G\frac{mM}{{R}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{R}$，解得：$v=\sqrt{\frac{GM}{R}}$，第一宇宙速度的轨道半径等于月球的半径，小于轨道Ⅲ的半径大小，所以卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小．故A正确；
B、据开普勒第三定律$\frac{{R}^{3}}{{T}^{2}}=k$知，轨道Ⅲ的半径小于轨道Ⅰ的半长轴，所以卫星在轨道Ⅲ上的运动周期比在轨道Ⅰ上短．故B正确；
C、卫星在轨道Ⅲ上的P点需加速做离心运动可以进入轨道Ⅰ，所以卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时小．故C错误；
D、卫星在在轨道Ⅱ上和在轨道Ⅰ上经过P时所受万有引力相等，所以加速度也相等．故D正确．
本题选择错误的是，故选：C．

点评 环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，可以通过调整速度使飞船做离心运动或近心运动实现轨道高度的变化．