选择题6.0分
物理

3. 2013年6月13日神舟十号与天官一号完成自动交会对接。可认为天宫一号绕地球做匀速圆周运动,对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气,则下面说法正确的是 ()

A

航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用

B

为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

C

如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢升高

D

如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加

正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

      A选项,失重是指物体与地面没有挤压力,而出现的一种“失去重力或引力”的假象,万有引力任然存在,且一直存在不可能消失。

       B选项,第一宇宙速度是卫星围绕中心天体运动的最大运行速度(环绕速度),要实现对接,两者运行速度必须小于第一宇宙速度,如果速度(注意:这里说的是速度不是运行速度)介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间,卫星会做离心运动,而不处于稳定状态,不利于对接,故错误。

       C选项,如果不加干预,在稀薄的大气层下,由于的阻力的原因,天宫一号的运行速度逐渐减小(注意:这个速度减小指运行速度瞬时性的减小,在近心运动的过程中速度会增大),导致万有引力大于向心力,而做近心运动,故天宫一号的轨道高度将缓慢降低,故错误。

       D选项,由C可知,由于天宫一号运行轨道降低,根据公式v=,可知天宫一号的运行速度增大,故动能增大;天宫一号的轨道高度将缓慢降低过程中,引力势能做正功,大气阻力做负功,所以根据动能定理:W万有引力-W大气阻力=Ek2-Ek1>0,故选项D正确。

考查方向

1、考查天体运动中加速度、速度、周期、角速度与距离的关系

2、考查第一宇宙速度的的定义:最大的环绕速度,也是最小的发射速度,及其计算 。

3、考查失重状态的定义及判断。

4、考查物体做离心或近心运动的条件:当合外力F合外力>时,物体做近心运动,当合外力F合外力<时,物体做离心运动。

5、考查引力势能在卫星做离心或近心运动过程中的变化,及动能定理。

解题思路

1、理解失重状态的物理条件,根据物体与地面间挤压力为零的特点解题。

2、根据第一宇宙速度的的定义:最大的环绕速度,也是最小的发射速度,判断天宫一号的运行速度。

3、根据物体做离心运动与近心运动的条件解题。

4、根据动能定理判断天宫一号的动能变化,即速度大小变化。

易错点

1、对第一宇宙速度的定义模糊不清。

2、对失重状态含义理解不到位。

3、对物体做离心运动与近心运动的条件不清楚。

知识点

万有引力定律及其应用