Question

4．2016年9月25日，北京航天飞行控制中心成功进行两次轨道控制，将天空二号调整至距地面393公里的轨道上，使其正式进入交会对接准备阶段，10月19日3时31分，神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功，如果对接后整体可看成绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）

• A． 运行速度大于第一宇宙速度
• B． 属于完全失重状态，加速度为0
• C． 属于完全失重状态，加速度不为0，但小于地表重力加速度
• D． 属于完全失重状态，加速度不为0，但小于赤道上物体的向心加速度

Answer 1

分析 万有引力提供圆周运动的向心力，可知，第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度；根据运动的特点判断出失重或超重．
天宫二号与赤道上物体的半径、周期、等都不相同，以同步卫星为中介进行比较即可得出结论．

解答 解：A、根据万有引力提供向心力有：G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$得轨道高度越高，卫星的线速度越小，第一宇宙速度为最大环绕速度，天宫二号的线速度一定小于第一宇宙速度．故A错误．
B、C、“天宫二号”运行时，其受到的万有引力全部提供向心加速度，所以处于失重状态，其加速度：a=$\frac{GM}{{r}^{2}}＜\frac{GM}{{R}^{2}}=g$．故B错误，C正确；
D、天空二号运行的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，由a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$可知，天空二号的向心加速度大于同步卫星的向心加速度；
同步卫星与地球赤道上的物体具有相等的周期，它们的向心加速度：a=$\frac{4{π}^{2}r}{{T}^{2}}$，同步卫星的比较大，所以同步卫星的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度．所以天宫二号的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度．故D错误
故选：C

点评 解决卫星运行规律问题的核心原理是万有引力提供向心力，通过选择不同的向心力公式，来研究不同的物理量与轨道半径的关系，同时理解何时做离心运动，近心运动，及圆周运动的条件．