2013年12月2日,嫦娥三号探测器顺利发射。嫦娥三号要求一次性进入近地点210公里、远地点约36.8万公里的地月转移轨道。12月10日晚上九点二十分,在太空飞行了九天的“嫦娥三号”飞船,再次成功变轨,从100km×100km的环月圆轨道Ⅰ,降低到近月点15km、远月点100km的椭圆轨道Ⅱ,两轨道相交于点P,如图所示。若绕月运行时只考虑月球引力作用,关于“嫦娥三号”飞船,以下说法正确的是
A.在轨道Ⅰ上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期
B.沿轨道I运行至P点的速度等于沿轨道II运行至P点的速度
C.沿轨道I运行至P点的加速度等于沿轨道II运行至P点的加速度
D.在轨道Ⅰ上的势能与动能之和比在轨道Ⅱ上的势能与动能之和大
CD
【解析】
试题分析:根据开普勒行星运动第三定律可知,在轨道Ⅰ的半径大于在轨道Ⅱ的半长轴,故在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期,选项A错误;沿轨道I运行至P点时要通过减速才能进入轨道II,沿轨道I运行至P点的速度大于沿轨道II运行至P点的速度,选项B错误;在轨道I上的P点和轨道II上的P点所受的万有引力相
同,故沿轨道I运行至P点的加速度等于沿轨道II运行至P点的加速度,选项C正确;在轨道Ⅰ上的势能与动能之和比在轨道Ⅱ上的势能与动能之和大,选项D正确;故选CD.
考点:开普勒行星运动定律;万有引力定律。
开普勒行星运动定律:
1、所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
2、对每个行星而言太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相同的面积。
3、所有行星轨道的半长轴R的三次方与公转周期T的二次方的比值都相同,即常量。
4、常用开普勒三定律来分析行星在近日点和远日点运动速率的大小。
开普勒三定律的对比:
开普勒第一定律:
开普勒第一定律,也称轨道定律:每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点。
开普勒第二定律:
开普勒第二定律,也称面积定律:在相等时间内,太阳和运动中的行星的连线(向量半径)所扫过的面积都是相等的。这一定律实际揭示了行星绕太阳公转的角动量守恒。(角动量在高中学习中不考查)
开普勒第三定律:
开普勒第三定律,也称周期定律:是指绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星,其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量。
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