(3分)1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造…——2019 高考物理第 4 题答案解析

2019_江苏卷

2019 江苏 第 4 题 解答题 区分题
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4.(3分)1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示,设卫星在近地点、远地点的速度分别为 $\mathbf { v } _ { 1 } , \mathbf { v } _ { 2 }$ ,近地点到地心的距离为r,地球质量为M,引力常量为G.则(  )

A $\mathbf { v } _ { 1 } > \mathbf { v } _ { 2 }$ $\mathrm { v } _ { 1 } { = } \sqrt { \frac { G M } { r } }$ B $\mathbf { v } _ { 1 } > \mathbf { v } _ { 2 }$ $\mathrm { v } _ { 1 } \mathop { > } \sqrt { \frac { G M } { r } }$ C $\mathrm { ~ v _ { 1 } < v _ { 2 } , ~ } \mathrm { ~ v _ { 1 } = \sqrt { \frac { G M } { \Gamma } ~ } }$ D $\mathrm { v } _ { 1 } { < } \mathrm { v } _ { 2 } , \mathrm { v } _ { 1 } { > } \sqrt { \frac { G M } { r } }$

参考答案

B

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【考点】4F:万有引力定律及其应用

【专题】34:比较思想;4E:模型法;52A:人造卫星问题; $6 3 \colon$ 分析综合能力

【分析】根据开普勒第二定律分析卫星在近地点、远地点的速度大小。根据变轨原理,将近地点速度与卫星圆周运动的线速度比较,即可求解。

【解答】解:根据开普勒第二定律有: $\mathbf { v } _ { 1 } > \mathbf { v } _ { 2 }$

若卫星绕地心做轨道半径为 r 的圆周运动时,线速度大小为 ${ \sqrt { \frac { G M } { r } } } ,$ ,将卫星从半径为 r 的圆轨道变轨到图示的椭圆轨道,必须在近地点加速,所以有: $\mathrm { v } _ { 1 } { > } \sqrt { \frac { G M } { r } } ,$

故选:B。

【点评】解决本题的关键要理解并掌握卫星变轨的原理,知道当万有引力小于所需要的向心力时,卫星做离心运动。

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