1. 我国研制的“嫦娥三号”月球探测器于2013年12月1日发射成功,并成功在月球表面实现软着陆.探测器首先被送到距离月球表面高度为H的近月轨道做匀速圆周运动,之后在轨道上的A点实施变轨,使探测器绕月球做椭圆运动,当运动到B点时继续变轨,使探测器靠近月球表面,当其距离月球表面附近高度为h(h<5m)时开始做自由落体运动,探测器携带的传感器测得自由落体运动时间为t,已知月球半径为R,万有引力常量为G.则下列说法正确的是( )
A.“嫦娥三号”的发射速度必须大于第一宇宙速度
B.探测器在近月圆轨道和椭圆轨道上的周期相等
C.“嫦娥三号”在A点变轨时,需减速才能从近月圆轨道进入椭圆轨道
D.月球的平均密度为
【解答】解:A、“嫦娥三号”在地表的发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度,故A正确;
B、椭圆轨道的轨道半长轴和近月圆轨道的轨道半径不相等,因此周期不相同,故B错误;
C、从近月圆轨道需要点火减速才能进入椭圆轨道,故C正确;
D、月球质量,除以体积得到月球密度,根据自由落体运动下落高度为h,运动时间为t,有得到代入上述密度表达式中,,故D正确.
故选:ACD
2. 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.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3上的速率大于在轨道1上的速率
B.卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C.卫星在轨道1上运动一周的时间大于它在轨道2上运动一周的时间
D.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
【解答】解:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,则有:
可得:
A、线速度可知轨道3的半径大,线速度小,故A错误;
B、角速度可知轨道3的半径大,角速度小,故B错误;
C、根据开普勒行星运动定律知,轨道2的半长轴大于轨道1的半径,故卫星在轨道2上的周期大于在轨道1上的周期,故C错误;
D、卫星在P点都是由万有引力产生加速度,在同一位置加速度相同,不管卫星在哪个轨道上,加速度大小相同,故D正确.
故选:D.