Question

“嫦娥五号”探测器是我国研制中的首个实施无人月面取样返回的航天器，预计在2017年由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞返回地球。航天器返回地球开始阶段运行的轨道可以简化如图所示：发射时，先将探测器发射至近月圆轨道1上，然后变轨到椭圆轨道2上，最后由轨道2进入圆形轨道3，忽略介质阻力，完成以下填空

（1）探测器在轨道2上经过近月点A处的加速度与轨道1上经过近月点A处的加速度谁大         

（2）探测器在轨道2上从近月点A向远月点B运动的过程中速度增加还是减少           

（3）探测器在轨道2上的运行周期与轨道3上的运行周期谁大          

（4）探测器在轨道2上经过远月点B处的运行速度与在轨道3上经过远月点B处的运行速度谁大      

Answer

（1）相等或一样大（2）减少

（3）轨道3大 （4）轨道3大

【解析】试题分析：（1）根据牛顿第二定律和万有引力定律得：，所以探测器在轨道2上经过A点的加速度等于在轨道1上经过A点的加速度；

（2）该探测器在轨道2上稳定运行时，根据开普勒第二定律可知，近地点A点的速度大于远地点B点的速度，所以探测器在轨道2上从近月点A向远月点B运动的过程中速度减少；

（3）根据开普勒第三定律，，探测器在轨道上运行时，轨道的半长轴越大，周期越大，所以探测器在轨道2上的运行周期小于轨道3上的运行周期；

（4）探测器在轨道上运行时，轨道的半长轴越大，需要的能量越大，由于轨道3半长轴比轨道1半长轴大，所以该卫星在轨道3的机械能大于在轨道1的机械能；所以探测器在轨道2上经过远月点B处的运行速度小于在轨道3上经过远月点B处的运行速度．

考点：开普勒第三定律；万有引力定律的应用

【名师点睛】该题考查卫星的变轨问题，关键明确卫星在圆轨道运行时，万有引力提供向心力，卫星在轨道上的运动过程中只有重力做功，机械能守恒；而变轨的时候，需要点火加速或减速。