4. 2021年4月29日,我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核
心舱运行轨道距地面的高度为400km左右,地球同步卫星距地面的高度接近36000km。则该核心舱的
( )
C
2021_省自主命题(海南)
4. 2021年4月29日,我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核
心舱运行轨道距地面的高度为400km左右,地球同步卫星距地面的高度接近36000km。则该核心舱的
( )
C
【答案】C
【解析】
【分析】【详解】核心舱和地球同步卫星都是受万有引力提供向心力而做匀速圆周运动,有
$$ G { \frac { M m } { r ^ { 2 } } } = m { \frac { \nu ^ { 2 } } { r } } = m ( { \frac { 2 \pi } { T } } ) ^ { 2 } r = m a = m \omega ^ { 2 } r $$
可得
$$ \omega = { \sqrt { \frac { G M } { r ^ { 3 } } } } , T = 2 \pi { \sqrt { \frac { r ^ { 3 } } { G M } } } , a = { \frac { G M } { r ^ { 2 } } } , \nu = { \sqrt { \frac { G M } { r } } } $$
而核心舱运行轨道距地面的高度为400km左右,地球同步卫星距地面的高度接近36000km,有 $r _ { \mathbb { H } _ { \oplus } } < r _ { \mathbb { H } }$ 故有
$$ \omega _ { \scriptscriptstyle \oplus \oplus } > \omega _ { \scriptscriptstyle \boxplus } , ~ T _ { \scriptscriptstyle \oplus \oplus } < T _ { \scriptscriptstyle \boxplus } , ~ a _ { \scriptscriptstyle \oplus \oplus } > a _ { \scriptscriptstyle \boxplus } , ~ \nu _ { \scriptscriptstyle \oplus \oplus } > \nu _ { \scriptscriptstyle \boxplus } $$
则核心舱角速度比地球同步卫星的大,周期比地球同步卫星的短,向心加速度比地球同步卫星的大,线速度比地球同步卫星的大,故ABD 错误,C正确;
故选 C。