问题 多选题

发射地球同步卫星时,先将卫星发射到近地圆轨道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与2相切于Q点,轨道2与3相切于P点,如图所示,则当卫星分别在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上的速率大于它在轨道1上的速率

B.卫星在轨道3上的角速度小于它在轨道1上的角速度

C.卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率

D.卫星在轨道2上经过P点时的速率小于它在轨道3上经过P点时的速率

答案

A、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,有

G

Mm
r2
=ma=m
v2
r
=m
2r
T2

解得:

v=

GM
r

轨道3半径比轨道1半径大,卫星在轨道1上线速度较大,故A错误;

B、ω=

v
r
=
GM
r3

轨道3半径比轨道1半径大,卫星在轨道3上线速度较小,故B正确;

C、从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ,卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动,要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力,所以应给卫星加速,增加所需的向心力.所以在轨道Ⅱ上Q点的速度大于轨道上ⅠQ点的速度.故C正确.

D、根据C选项的分析可知D正确.

故选BCD.

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选择题