Question

14．2016年9月15日，中國成功發(fā)射天宮二號空間實驗室，對其軌道進行控制、調(diào)整到距離地面高h=393km處與隨后發(fā)射的神舟11號飛船成功對接，景海鵬和陳冬雨兩名航天員進駐天宮二號．已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，當天宮二號在預定軌道正常運行時，下列描述正確的是（　�。�

• A． 宇航員在天宮二號內(nèi)可用天平測物體的質(zhì)量
• B． 天宮二號運動周期大于24h
• C． 天宮二號線速度大小為$\sqrt{g（R+h）}$
• D． 天宮二號如果要變軌到高軌道則需要加速

Answer 1

分析 在飛船實驗室里，所有的物體處于完全失重狀態(tài)，所有與重力有關的儀器都無法使用，天宮二號的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，周期小于同步衛(wèi)星的周期，根據(jù)萬有引力提供向心力以及地球表面萬有引力等于重力列式解答即可．

解答 解：A、天平是根據(jù)杠桿平衡條件制成的，在太空中，物體和砝碼所受重力完全提供向心力，天平的左右兩盤無論放多少物體，天平都是平衡的．所以無法用天平測量物體的質(zhì)量，所以不能使用．故A錯誤；
B、天宮二號的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{4{π}^{2}r}{{T}^{2}}$可知，半徑越大，周期越大，所以天宮二號運動周期小于24h，故B錯誤；
C、根據(jù)$G\frac{Mm}{{（R+h）}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{（R+h）}$以及$G\frac{Mm}{{R}^{2}}=mg$得：v=$\sqrt{\frac{g{R}^{2}}{R+h}}$，故C錯誤；
D、天宮二號如果要變軌到高軌道，需要做離心運動，需要的向心力大于萬有引力，所以要加速，故D正確．
故選：D

點評 本題考查了萬有引力定律的應用，知道萬有引力提供向心力是解題的關鍵，應用萬有引力公式與牛頓第二定律可以解題，知道做離心運動得條件，難度適中．