问题 多选题

2012年6月24日,航天员刘旺手动控制“神舟九号”飞船完成与“天宫一号”的交会对接,形成组合体绕地球做匀速圆周运动,轨道高度为340km..测控通信由两颗在地球同步轨道运行的“天链一号”中继卫星、陆基测控站、测量船,以及北京飞控中心完成.根据以上信息和你对航天相关知识的理解,下列描述正确的是(  )

A.组合体匀速圆周运动的周期一定大于地球的自转周期

B.组合体匀速圆周运动的线速度一定大于第一宇宙速度

C.组合体匀速圆周运动的角速度大于“天链一号”中继卫星的角速度

D.“神舟九号”从低轨道必须加速才能与“天宫一号”的交会对接

答案

A、设飞船的质量为m,轨道为r,地球的质量为M.

根据牛顿第二定律得:G

Mm
r2
=m
v2
r
=mω2r=m
4π2
T2
r

则得,v=

GM
r
,ω=
GM
r3
,T=2π
r3
GM

由于同步卫星的轨道高度约3.6×104km,远大于组合体的高度,则根据上式可知,组合体匀速圆周运动的周期一定小于同步卫星的周期,即小于地球自转的周期.故A错误.

B、第一宇宙速度是卫星绕地球圆周运动的最大速度,等于近地卫星的速度,由上式知,组合体匀速圆周运动的线速度一定小于第一宇宙速度,故B错误.

C、由上式知,组合体的轨道半径较小,角速度较大,故C正确.

D、“神州九号”通过加速做离心运动,可以到“天宫一号”的轨道上去,从而实现和“天宫一号”对接,故D正确.

故选:CD

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