例1 如图2所示为卫星发射过程的示意图,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,最后再一次点火,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,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法中正确的是( )
图2
A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B.卫星在轨道3上的周期大于在轨道2上的周期
C.卫星在轨道1上经过Q点时的速率大于它在轨道2上经过Q点时的速率
D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度
答案 B
解析 卫星在圆轨道上做匀速圆周运动时有:
G=m,v=
因为r1<r3,所以v1>v3,A项错误,
由开普勒第三定律知T3>T2,B项正确;
在Q点从轨道1到轨道2需要做离心运动,故需要加速.
所以在Q点v2Q>v1Q,C项错误.
在同一点P,由=man知,卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度,D项错误.
【考点】卫星、飞船的对接和变轨问题
【题点】卫星、飞船的对接和变轨问题
判断卫星变轨时速度、加速度变化情况的思路:
(1)判断卫星在不同圆轨道的运行速度大小时,可根据"越远越慢"的规律判断.
(2)判断卫星在同一椭圆轨道上不同点的速度大小时,可根据开普勒第二定律判断,即离中心天体越远,速度越小.
(3)判断卫星由圆轨道进入椭圆轨道或由椭圆轨道进入圆轨道时的速度大小如何变化时,可根据离心运动或近心运动的条件进行分析.