據(jù)報道,2010年我國成功試飛了“神龍?zhí)枴笨仗祜w機,它能以每小時2萬公里左右的速度在距離地面幾萬米高的大氣層中飛行,而且可以直接加速進入大氣層外的地球衛(wèi)星軌道,成為航天飛機.如圖,假設(shè)空天飛機原來是在大氣層內(nèi)沿圓周I繞地球做勻速飛行,后加速通過轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ進入太空軌道Ⅲ(地球衛(wèi)星軌道)做圓周運動.下面說法中正確的是( )

A.在圓周I上,空天飛機的運行速度可能大于第一宇宙速度
B.在軌道Ⅲ上,空天飛機運行的加速度小于地面重力加速度
C.在圓周I上,空天飛機所受合外力提供向心力
D.軌道Ⅲ越高,空天飛機繞地球運行的角速度越大
【答案】分析:知道第一宇宙速度的物理意義.
研究衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)萬有引力提供向心力,列出等式表示出所要比較的物理量.
知道空天飛機原來是在大氣層內(nèi)沿圓周I繞地球做勻速飛行,由所受合外力提供向心力.
解答:解:A、第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度,也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度.
所以在圓周I上,空天飛機的運行速度不可能大于第一宇宙速度,故A錯誤.
B、研究空天飛機繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)萬有引力提供向心力,列出等式:
=ma,
a=,其中M為地球質(zhì)量,r為軌道半徑.
所以在軌道Ⅲ上,空天飛機運行的加速度小于地面重力加速度,故B正確.
C、空天飛機原來是在大氣層內(nèi)沿圓周I繞地球做勻速飛行,根據(jù)圓周運動知識知道由所受合外力提供向心力.故C正確.
D、研究空天飛機繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)萬有引力提供向心力,列出等式:
=mω2r,
ω=,其中M為地球質(zhì)量,r為軌道半徑.
所以軌道Ⅲ越高,空天飛機繞地球運行的角速度越小,故D錯誤.
故選BC.
點評:比較一個物理量,我們應(yīng)該把這個物理量先用已知的物理量表示出來,再根據(jù)表達式進行比較.
向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應(yīng)用.
練習(xí)冊系列答案
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A.在圓周I上,空天飛機的運行速度可能大于第一宇宙速度
B.在軌道Ⅲ上,空天飛機運行的加速度小于地面重力加速度
C.在圓周I上,空天飛機所受合外力提供向心力
D.軌道Ⅲ越高,空天飛機繞地球運行的角速度越大
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