发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图所示,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )A. 卫星在轨道1上的角速度大于在轨道3上的角速度B. 卫星在轨道3上的经过P点的速率大于在轨道2上经过P点的速率C. 卫星在轨道1上的周期大于它在轨道2上的周期D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度
问题描述:
发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图所示,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )
A. 卫星在轨道1上的角速度大于在轨道3上的角速度
B. 卫星在轨道3上的经过P点的速率大于在轨道2上经过P点的速率
C. 卫星在轨道1上的周期大于它在轨道2上的周期
D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度
答
A、环绕天体做圆周运动的向心力由万有引力提供G
=mω2r,得卫星的线速度ω=Mm r2
,轨道3半径比轨道1半径大,卫星在轨道1上角速度较大,故A正确;
GM r3
B、从轨道2到轨道3,卫星在P点是做逐渐远离圆心的运动,要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力,所以应给卫星加速,
所以卫星在轨道2上经过P点速度小于它在轨道3上经过P点速度,故B正确;
C、卫星在轨道2上运动的半长轴大于在轨道1上运动的半径,根据开普勒第三定律得卫星在轨道2上运动的周期大于它在轨道1上运动的周期,故C错误;
D、万有引力产生加速度,G
=ma,所以a=Mm r2
,所以卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度,故D错误;GM r2
故选:AB.
考试点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.