(2011•沧州二模)我国第一颗绕月探测卫星--嫦娥一号于2007年10月24日晚发射成功.受运载火箭发射能力的局限,卫星往往不能直接被送入最终轨道,而要在椭圆轨道上先行过度.为了充分利用燃料、有效发挥发动机性能,同时为了方便地面控制,嫦娥一号设计了一次远地点变轨和三次近地点变轨,轨道的示意图如图所示.其中A为近地点.轨道1为16小时轨道,轨道2为24小时轨道,轨道3为48小时轨道.设卫星沿轨道1通过A点的速度和加速度的大小分别为v1和a1,沿轨道2通过A点时的速度和加速度的大小分别为v2和a2.有(  )
分析:卫星在不同的轨道上运动具有不同的机械能,轨道越高相同卫星的机械能越大,卫星在轨道上运动时只受引力作用,故机械能守恒,由于在A点引力势能相同,根据机械能大小关系可以确定动能大小即速度大小关系,加速度由万有引力引起的,万有引力的大小与距离有关,在相同卫星在A点万有引力相同故加速度相同.
解答:解:卫星在更高的轨道上需要克服地球引力做更多的功,卫星具有更高的势能,所以卫星在轨道1和轨道2和轨道3上卫星所具有的机械能满足
E1<E2<E3
因为卫星在A点具有相同的引力势能,根据机械能守恒可知在A点的动能满足Ek1<Ek2<Ek3即速度满足v1<v2<v3
在三条轨道上卫星具有的加速度都是由万有引力产生的,由于在A点三条轨道上与地球的距离相同,故产生的加速度相同,即a1=2=a3
故选D.
点评:理解卫星在更高轨道上具有更高的机械能,卫星在各自轨道上运行时只受地球引力满足机械能守恒,这是解决本题的关键.
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