Question

14．2016年9月15日，中國(guó)成功發(fā)射天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室，對(duì)其軌道進(jìn)行控制、調(diào)整到距離地面高h(yuǎn)=393km處與隨后發(fā)射的神舟11號(hào)飛船成功對(duì)接，景海鵬和陳冬雨兩名航天員進(jìn)駐天宮二號(hào)．已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，當(dāng)天宮二號(hào)在預(yù)定軌道正常運(yùn)行時(shí)，下列描述正確的是（　�。�

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

Answer 1

分析 在飛船實(shí)驗(yàn)室里，所有的物體處于完全失重狀態(tài)，所有與重力有關(guān)的儀器都無(wú)法使用，天宮二號(hào)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(wàn)有引力提供向心力以及地球表面萬(wàn)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(pán)無(wú)論放多少物體，天平都是平衡的．所以無(wú)法用天平測(cè)量物體的質(zhì)量，所以不能使用．故A錯(cuò)誤；
B、天宮二號(hào)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(hào)運(yùn)動(dòng)周期小于24h，故B錯(cuò)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(cuò)誤；
D、天宮二號(hào)如果要變軌到高軌道，需要做離心運(yùn)動(dòng)，需要的向心力大于萬(wàn)有引力，所以要加速，故D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用，知道萬(wàn)有引力提供向心力是解題的關(guān)鍵，應(yīng)用萬(wàn)有引力公式與牛頓第二定律可以解題，知道做離心運(yùn)動(dòng)得條件，難度適中．