問題詳情:
如圖,虛線I、Ⅱ、Ⅲ分別表示地球衛星的三條軌道,其中軌道I爲近地環繞圓軌道,軌道Ⅱ爲橢圓軌道,軌道Ⅲ爲脫離軌道,a、b、c三點分別位於三條軌道上,b點爲軌道Ⅱ的遠地點,b、c點與地心的距離均爲軌道I半徑的2倍,則( )
A.衛星在軌道Ⅱ的執行週期與軌道I的相同
B.衛星經過a點的速率爲經過b點的倍
C.衛星在a點的加速度大小爲在b點的4倍
D.質量相同的衛星在b點的機械能等於在c點的機械能
【回答】
C
【詳解】
A.由題可知軌道I的半徑與軌道Ⅱ的半長軸之比爲
根據開普勒第三定律
解得
A錯誤;
B.根據
如果b點在過該點的圓形軌道上繞地球做勻速圓周運動,如圖所示
衛星經過a點的速率爲在圓軌道上經過b點的倍,而軌道Ⅱ是橢圓,因此在軌道Ⅱ上b點的速度不等於圓軌道的速度,選項B錯誤;
C.根據公式
可知,衛星在a點的加速度大小爲在c點的4倍,選項C正確;
D.衛星從軌道Ⅱ變到軌道Ⅲ需要點火加速,因此在同一點加速動能增大也就是機械能增大,而同一軌道機械能守恆,因此b點的機械能小於在c點的機械能,選項D錯誤。
故選C。
知識點:機械能守恆定律
題型:選擇題