选择题6.0分
物理

4.“新视野号”探测器在北京时间2015年7月14日19:45飞掠冥王星,若“新视野号”由椭圆轨道变轨进入更低的近冥王星圆轨道,已知制动点为椭圆轨道和圆轨道的切点,万有引力常量,则以下分析正确的是(   )

A

“新视野号”在地球上发射的速度小于7.9km/s

B

制动时,“新视野号”应向后喷气以变轨进入圆轨道

C

若给出在近冥王星圆轨道上的环绕周期,结合题中所给数据可以算出冥王星密度

D

若圆轨道上的“新视野号”加速变轨到更高圆轨道,则运动周期变大,向心加速度变大

正确答案及相关解析

正确答案

C

解析

A、卫星在地球的发射速度要大于第一宇宙速度,即大于7.9km/s,故A错误;B、制动时,“新视野号”应向前喷气减速从而变轨进入圆轨道,故B错误;C、若给出在近冥王星圆轨道上的环绕周期,利用万有引力等于向心力,有:

  ,

联立解得:,若给出在近冥王星圆轨道上的环绕周期,结合题中所给数据可以算出冥王星密度,故C正确; D、对卫星,万有引力提供向心力,有:

解得:  ,若圆轨道上的“新视野号”加速变轨至更高圆轨道,则向心加速度减小,周期变大;故D错误;故本题选C

考查方向

本题考查万有引力定律及其应用;

解题思路

第一宇宙速度是在地球表面发射卫星的最小速度;制动要减速,利用反冲原理,需要向前喷气;对于近地卫星,利用万有引力提供向心力,推出密度的表达式进行分析;对于圆轨道上的卫星,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解向心加速度和周期的表达式进行分析即可。

易错点

理解第一宇宙速度,是地球卫星的最大环绕速度,是最小的发射速度。