稿件来源:高途
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必修2
第六章 万有引力与航天
6.5 宇宙航行
卫星变轨问题
我国发射的天问一号探测器经霍曼转移轨道到达火星附近后被火星捕获,经过系列变轨后逐渐靠近火星,如图所示,Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积,下列说法正确的是$(\quad\ \ \ \ )$

两阴影部分的面积相等
","探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的加速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的加速度
","探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度
","探测器在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期
"]A.根据开普勒第二定律可知,卫星绕同一中心天体运动时,在同一轨道上相等时间内,卫星与中心天体连线扫过的面积相等,图中两个阴影部分是不同轨道上连线扫过的面积,则两阴影部分的面积不相等,故A错误;
B.根据牛顿第二定律有$G\frac{Mm}{r^{2}}=ma$
解得$a=\frac{GM}{r^{2}}$
可知,探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的加速度等于在Ⅰ轨道上通过P点时的加速度,故B错误;
C.Ⅱ轨道相对于Ⅰ轨道是低轨道,由低轨道变轨到高轨道需要再切点位置加速,可知,探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度,故C正确;
D.探测器在Ⅰ轨道运行的半长轴大于在Ⅱ轨道运行的半长轴,根据开普勒第三定律可知,探测器在Ⅰ轨道运行的周期大于在Ⅱ轨道运行的周期,故D错误。
故选C。
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