Question

據(jù)報(bào)道，2010年我國成功試飛了“神龍?zhí)枴笨仗祜w機(jī)，它能以每小時(shí)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(jìn)入大氣層外的地球衛(wèi)星軌道，成為航天飛機(jī)．如圖，假設(shè)空天飛機(jī)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(jìn)入太空軌道Ⅲ（地球衛(wèi)星軌道）做圓周運(yùn)動(dòng)．下面說法中正確的是（　�。�

A、在圓周I上，空天飛機(jī)的運(yùn)行速度可能大于第一宇宙速度

B、在軌道Ⅲ上，空天飛機(jī)運(yùn)行的加速度小于地面重力加速度

C、在圓周I上，空天飛機(jī)所受合外力提供向心力

D、軌道Ⅲ越高，空天飛機(jī)繞地球運(yùn)行的角速度越大

Answer 1

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(yùn)動(dòng)，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(jī)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(yùn)動(dòng)的環(huán)繞速度．
所以在圓周I上，空天飛機(jī)的運(yùn)行速度不可能大于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤．
B、研究空天飛機(jī)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：

GMm

r2

=ma，
a=

GM

r2

，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(jī)運(yùn)行的加速度小于地面重力加速度，故B正確．
C、空天飛機(jī)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(yùn)動(dòng)知識(shí)知道由所受合外力提供向心力．故C正確．
D、研究空天飛機(jī)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：

GMm

r2

=mω²r，
ω=

GM r3

，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(jī)繞地球運(yùn)行的角速度越小，故D錯(cuò)誤．
故選BC．

點(diǎn)評(píng)：比較一個(gè)物理量，我們應(yīng)該把這個(gè)物理量先用已知的物理量表示出來，再根據(jù)表達(dá)式進(jìn)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．