第八章 机械能守恒定律
小专题6 天体运行中的能量问题
1.卫星或航天器在同一圆形轨道上运行时，机械能不变
2.卫星或航天器在同一椭圆形轨道上运行时，机械能不变，越靠近远地点时卫星的动能越小、引力势能越大
3.相同质量的卫星或航天器在不同圆形轨道上运行时，机械能不同：轨道半径越大，动能越小、引力势能越大、机械能越大
4.卫星从低轨道向高轨道变轨时机械能要增大，发动机对卫星做正功。发动机向运动反方向喷气的短暂过程中，卫星的动能瞬间增大、引力势能几乎不变，卫星开始做离心运动。卫星在做离心运动的过程中，引力做负功，不考虑介质阻力也无动力时，引力势能增大、动能减小、机械能不变。
5.卫星在稀薄大气中运行时，微弱的气体阻力使卫星的机械能缓慢减小，导致其轨道半径缓慢减小、动能却缓慢增大
【题组一】轨道运行中的功与能
1.2010年1月17日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第三颗北斗导航卫星送入预定轨道，这标志着北斗导航卫星系统工程建设又迈出重要一步。我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统在四川汶川抗震救灾和北京奥运会中发挥了巨大的作用。北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为，某时刻2颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则以下判断中错误的是:
A．这2颗卫星的加速度大小相等，均为
B．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2
C．卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为
D．卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零
【答案】B
【解析】由及有 ，Ａ正确；卫星甲向后喷气时速度增大，所需向心力增大，万有引力不足以提供它所需的向心力，卫星甲要做离心运动，稳定后与卫星乙不处于同一轨道上，且在更高的新轨道上后运转的角速度变小，不能追上乙卫星，B错误；卫星甲从位置A运动位置乙时转过600圆心角，所需时间为六分之一个周期，由有，故，C正确；因两卫星绕地球做匀速圆周运动，运动中动能不变，且运动中只受到万有引力的作用，由动能定理知D正确。
2.火星是太阳系由内往外数的第四颗大行星，直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，人类对火星已发射了多个探测器。设想在火星表面附近绕火星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为EK1，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量人造卫星的动能为EK2，则约为 （ ）
A．0.2 B．0.4 C．2.5 D．5
【答案】A
【解析】由得，故，A正确。
3.我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成“组合体”。对接后的“组合体”仍在“天宫二号”的轨道上运行。“组合体”和“天宫二号”运动的轨道均可视为圆轨道，“组合体”和“天宫二号”相比，“组合体”运行的
A．周期变小
B．角速度变大
C．动能变大
D．向心加速度变小
【答案】C
【解析】组合体仍在原轨道上运行，由、、知T、、a都不变，但动能随着质量增大而增大，C正确。
4.由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的
A. 周期可以不同 B. 离地高度可以不同
C. 动能可以不同 D. 运行速率可以不同
【答案】C
【解析】同步卫星运行周期与地球自转周期相同，故所有同步卫星的同期一定相同，A错误。由可知同步卫星的轨道半径一定相同，则离地高度一定相同，B错误。由知运行速率也一定相同，D错误。但卫星的质量可以不同，故卫星的动能可以不同，C正确。
5.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能增大为原来的4倍,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的（ ）
A．向心加速度大小之比为1∶4 B．轨道半径之比为4∶1
C．周期之比为4∶1 D．角速度大小之比为1∶2
【答案】B
【解析】卫星圆周运动的向心力由万有引力提供可得可得，可知当卫星动能增大为原来的4倍，时速度增加为原来的2倍，其轨道半径减小为原来的，则变轨前后卫星的轨道半径之比为4∶1，B正确；根据，可知可知向心加速度大小之比为1∶16，选项A错误；据万有引力提供圆周运动向心力有，可得卫星周期，可知当轨道半径变为原来的，卫星的周期变为原来的，周期之比为8∶1，选项C错误；据可知，角速度大小之比为1∶8，选项D错误；故选B.
6.某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动，动能为Ek，变轨到轨道2上后，动能比在轨道1上减小了ΔE，在轨道2上也做圆周运动，则轨道2的半径为
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】由得在半径为r的轨道上运行卫星的动能为,则由题意可得,解得,A正确.
7.（2017课标II，19．6分）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中CD
A．从P到M所用的时间等于
B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大
C．从P到Q阶段，速率逐渐变小
D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功
【答案】CD
【解析】由于运动过程中只有引力做功，故系统的机械能守恒，B错误。从P经M到Q，海王星距太阳的距离增大，只有引力做负功，从Q到N的过程中距离减小引力做正功，由动能定理（或能量守恒）可知，从P到Q海王星的速度一直减小、从Q到N速度一直增大，CD皆正确。由轨道的对称性可知，海王星从P到Q经历的时间一定为T0/2，从P到M与从M到Q的路程相等，但由于此过程中海王星的速率一直减小，故海王星从P到M所用的时间必小于，A错误。
8.“嫦娥三号”从距月面高度为100km的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q成功落月，如图所示．关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是（ ）
A．沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期
B．沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ
C．沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度等于在Q点的加速度大小
D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，机械能不变
【答案】BD
【解析】由开普勒第三定律知A错误.从轨道I进入轨道II是由高轨向低轨的变轨而做近心运动,需通过减速以减小”嫦娥三号”所需的向心力,B正确.由可知C错误.从轨道II上的P点运动到Q点的过程中二者间距离减小故引力做正功,且只有引力做功,故其动能增大,机械能守恒,D正确.
【题组二】变轨过程中的功与能
1.2013年12月2日，我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，飞行轨道示意图如图所示．“嫦娥三号”从地面发射后奔向月球，先在轨道Ⅰ上运行，在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的近月点，则有关“嫦娥三号”下列说法正确的是
A．由于轨道Ⅱ与轨道Ⅰ都是绕月球运行，因此“嫦娥三号”在两轨道上运行具有相同的周期
B．“嫦娥三号”从P到Q的过程中月球的万有引力做正功，速率不断增大
C．由于“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，因此在轨道Ⅱ上经过P的加速度也小于在轨道Ⅰ上经过P的加速度
D．由于均绕月球运行，“嫦娥三号”在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上具有相同的机械能
【答案】 B
【解析】由于两个轨道的半径和半长轴不等，则由开普勒第三定律知周期不同，A错误．“嫦娥三号”从P到Q的过程中，到月球距离减小，则万有引力做正功，其动能增加，速率不断增大，B正确．“嫦娥三号”在轨道Ⅰ上的P点减速，使万有引力大于向心力，做近心运动才能进入轨道Ⅱ，故在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，但根据牛顿第二定律知，在两轨道的P点，万有引力大小相等，则加速度相等，故C错误．在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，所以在两轨道上P点机械能不等，则“嫦娥三号”在轨道I和轨道II上机械能也就不等，D错误．
2.已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0。“嫦娥三号”飞船沿距月球表面高度为3R的圆轨道I运动，如图所示。到达轨道的A点变轨进入椭圆轨道II，到达轨道II的近月点B再次变轨进入近月轨道III（距月球表面高度忽略不计）绕月球做圆周运动。下列说法正确的是
A.飞船在轨道III与轨道I的线速度大小之比为1：2
B.飞船在轨道I绕月球运动一周所需时间为
C.飞船在A点刚变轨后和变轨前相比动能增大
D.飞船在轨道II上由A点运动到B点的过程中动能增大
【答案】D
【解析】由有，A错误。由及有，B错误。飞船在A点变轨时是由高轨道进入低轨道，飞船做近心运动故变轨过程中应减速以使所需向心力减小，C错误，在轨道II上飞船离月球高度减小、势能减小，故动能增大，D正确。
3.我国“嫦娥三号”月球探测器于2013年12月2日凌晨发射成功，到达环月轨道后制动，一次性变成100km×15km这种小椭圆轨道，后经历3.5小时轨道调整到127分钟轨道（如图）。转移过程简化如下：嫦娥三号在转移轨道上制动后，关闭发动机，嫦娥三号正好运动到月球北极上方的高度位置，月球将嫦娥三号捕捉，嫦娥三号环月球运动。如果仅考虑月球的引力作用，已知月球表面的重力加速度g0，月球半径R，下列说法正确的是
A.如果制动后的速度，嫦娥三 号将坠落月球
B.如果制动后的速度，嫦娥三 号将坠落月球
C.近月点位置，嫦娥三号在127分钟轨道和3.5小时轨道的速度相同
D.近月点位置，嫦娥三号在127分钟轨道和3.5小时轨道的加速度相同
【答案】BD
【解析】月球的第一宇宙速度即绕月球表面运行的卫星的运行速度为，当在月球表面运行的速度时卫星就会坠落月球,则由机械能守恒可得在离月球R/10高处坠落月球的最小速度满足，故，A错误B正确。嫦娥三号由高轨道进入低轨道需减速制动，即在近月点位置，嫦娥三号在127分钟轨道的速度小于3.5小时轨道的速度，但运行至同一点时月球的万有引力相同，加速度相同，Ｃ错误Ｄ正确。
4.万有引力作用下的物体具有引力势能,取无穷远处引力势能为零,物体距星球球心距离为r时的引力势能为:Ep=-G (G为万有引力常量),设宇宙中有一半径为R的星球,宇航员在该星球上以速度v0竖直向上抛出一质量为m的物体,不计空气阻力,经t秒后落回手中,则 ( )
A.在该星球表面上以的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球表面
B.在该星球表面上以2的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球表面
C.在该星球表面上以的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球表面
D.在该星球表面上以2的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球表面
【答案】ABD
【解析】物体在该星球表面附近做竖直上抛运动，则该星球表面的重力加速度为。若通过将物体平抛使物体不落回地面而成为人造卫星，则最小初速度vmin对应于沿星球表面做匀速圆周运动，重力恰好提供所需向心力：,联立上式可得，故AB皆正确。若在该星球表面通过竖直上抛而使物体不落回地面，则至少应使物体恰好到无穷远，故由能量守恒有，结合Ep=-G 、及可得，故C错误D正确。
5.（2014山东理综，20）2013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天爱好者提出”“玉免”回家设想：如图将携带玉免的返回系统由月球表面发射到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为m，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0。以月球面为零势能面。“玉兔”在h高处的引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为月球质量。若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】在月球表面上，，而在距离月球表面h高处时，，可得玉兔在h高处的动能。当将玉兔发射到该处时，对它做的功应等于它在该处的机械能，即对它做的功为，D正确。
6.美国宇航局的“信使”号水星探测器按计划将在2015年3月份陨落在水星表面。工程师找到了一种聪明的办法，能够使其寿命再延长一个月。这个办法就是通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道。如图所示，设释放氦气前，探测器在贴近水星表面的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ上，忽略探测器在椭圆轨道上所受外界阻力。则下列说法正确的是
A．探测器在轨道Ⅰ上A点运行速率小于在轨道Ⅱ上B点速率
B．探测器在轨道Ⅱ上某点的速率可能等于在轨道Ⅰ上速率
C．探测器在轨道Ⅱ上远离水星过程中，引力势能和动能都减少
D．探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上A点加速度大小不同
【答案】B
【解析】在轨道I上A点加速后才能进入轨道II，即在轨道II上的A点速率大于轨道I上的速率，而在轨道II上从A点向B点运动过程中引力做负功，引力势能增大、动能减小，即B点是轨道II上速率最小的位置，如果探测器再从B进入与轨道II相切于B点的圆形轨道（设为轨道III）则仍需要加速，即探测器在轨道半径等于B与水星中心距离的圆轨道III上的运行速率大于轨道II上的B点速率，再由可知轨道III上的运行速率小于轨道II上的运行速率，故轨道II上B点速率小于轨道I上速率，轨道II上必有与轨道I上速率相等的点，故AC错误B正确。探测器沿不同轨道运行于同一点时，所受水星引力即合力相同，故加速度必相等，D错误。
7.（2013安徽理综，17）质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】卫星做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则轨道半径为R1时 G=m ①，卫星的引力势能为EP1=-G ②。轨道半径为R2时 G=m ③，卫星的引力势能为EP2=-G ④。设摩擦而产生的热量为Q，根据能量守恒定律得：m+EP1=m+EP2+Q ⑤，联立①～⑤得Q= ，C正确。
8.（2013新课标全国卷Ⅰ，20） 2012年6曰18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，下面说法正确的是BC
A．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B．如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加
C．如不加干涉，天宫一号的轨道高度将缓慢降低
D．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用
【答案】BC
【解析】第一宇宙速度是近地卫星脱离地球的速度，现在天宫一号在离地面较高的位置，故它的速度小于第一宇宙速度，所以不会在第一宇宙速度和第二宇宙速度之间，故A不对；如不加干预，由于轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，所以天宫一号在运行一段时间后，要逐渐向地面靠近，离地的高度减小，轨道半径减小，故卫星运行的速度会增大，则其动能会增加，B、C是正确的；航天员在天宫一号中虽然处于失重状态，但航天员仍受到地球引力的作用，只不过这个力用来提供航天员的向心力，航天员不再对其它物体有力的作用，故感觉处于失重状态，所以D是错误的。
1图第八章 机械能守恒定律
小专题6 天体运行中的能量问题
1.卫星或航天器在同一圆形轨道上运行时，机械能不变
2.卫星或航天器在同一椭圆形轨道上运行时，机械能不变，越靠近远地点时卫星的动能越小、引力势能越大
3.相同质量的卫星或航天器在不同圆形轨道上运行时，机械能不同：轨道半径越大，动能越小、引力势能越大、机械能越大
4.卫星从低轨道向高轨道变轨时机械能要增大，发动机对卫星做正功。发动机向运动反方向喷气的短暂过程中，卫星的动能瞬间增大、引力势能几乎不变，卫星开始做离心运动。卫星在做离心运动的过程中，引力做负功，不考虑介质阻力也无动力时，引力势能增大、动能减小、机械能不变。
5.卫星在稀薄大气中运行时，微弱的气体阻力使卫星的机械能缓慢减小，导致其轨道半径缓慢减小、动能却缓慢增大
【题组一】轨道运行中的功与能
1.2010年1月17日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第三颗北斗导航卫星送入预定轨道，这标志着北斗导航卫星系统工程建设又迈出重要一步。我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统在四川汶川抗震救灾和北京奥运会中发挥了巨大的作用。北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为，某时刻2颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则以下判断中错误的是:
A．这2颗卫星的加速度大小相等，均为
B．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2
C．卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为
D．卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零
2.火星是太阳系由内往外数的第四颗大行星，直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，人类对火星已发射了多个探测器。设想在火星表面附近绕火星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为EK1，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量人造卫星的动能为EK2，则约为 （ ）
A．0.2 B．0.4 C．2.5 D．5
3.我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成“组合体”。对接后的“组合体”仍在“天宫二号”的轨道上运行。“组合体”和“天宫二号”运动的轨道均可视为圆轨道，“组合体”和“天宫二号”相比，“组合体”运行的
A．周期变小
B．角速度变大
C．动能变大
D．向心加速度变小
4.由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的
A. 周期可以不同 B. 离地高度可以不同
C. 动能可以不同 D. 运行速率可以不同
5.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能增大为原来的4倍,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的（ ）
A．向心加速度大小之比为1∶4 B．轨道半径之比为4∶1
C．周期之比为4∶1 D．角速度大小之比为1∶2
6.某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动，动能为Ek，变轨到轨道2上后，动能比在轨道1上减小了ΔE，在轨道2上也做圆周运动，则轨道2的半径为
A． B． C． D．
7.（2017课标II，19．6分）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中CD
A．从P到M所用的时间等于
B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大
C．从P到Q阶段，速率逐渐变小
D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功
8.“嫦娥三号”从距月面高度为100km的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q成功落月，如图所示．关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是（ ）
A．沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期
B．沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ
C．沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度等于在Q点的加速度大小
D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，机械能不变
【题组二】变轨过程中的功与能
1.2013年12月2日，我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，飞行轨道示意图如图所示．“嫦娥三号”从地面发射后奔向月球，先在轨道Ⅰ上运行，在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的近月点，则有关“嫦娥三号”下列说法正确的是
A．由于轨道Ⅱ与轨道Ⅰ都是绕月球运行，因此“嫦娥三号”在两轨道上运行具有相同的周期
B．“嫦娥三号”从P到Q的过程中月球的万有引力做正功，速率不断增大
C．由于“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，因此在轨道Ⅱ上经过P的加速度也小于在轨道Ⅰ上经过P的加速度
D．由于均绕月球运行，“嫦娥三号”在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上具有相同的机械能
2.已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0。“嫦娥三号”飞船沿距月球表面高度为3R的圆轨道I运动，如图所示。到达轨道的A点变轨进入椭圆轨道II，到达轨道II的近月点B再次变轨进入近月轨道III（距月球表面高度忽略不计）绕月球做圆周运动。下列说法正确的是
A.飞船在轨道III与轨道I的线速度大小之比为1：2
B.飞船在轨道I绕月球运动一周所需时间为
C.飞船在A点刚变轨后和变轨前相比动能增大
D.飞船在轨道II上由A点运动到B点的过程中动能增大
3.我国“嫦娥三号”月球探测器于2013年12月2日凌晨发射成功，到达环月轨道后制动，一次性变成100km×15km这种小椭圆轨道，后经历3.5小时轨道调整到127分钟轨道（如图）。转移过程简化如下：嫦娥三号在转移轨道上制动后，关闭发动机，嫦娥三号正好运动到月球北极上方的高度位置，月球将嫦娥三号捕捉，嫦娥三号环月球运动。如果仅考虑月球的引力作用，已知月球表面的重力加速度g0，月球半径R，下列说法正确的是
A.如果制动后的速度，嫦娥三 号将坠落月球
B.如果制动后的速度，嫦娥三 号将坠落月球
C.近月点位置，嫦娥三号在127分钟轨道和3.5小时轨道的速度相同
D.近月点位置，嫦娥三号在127分钟轨道和3.5小时轨道的加速度相同
4.万有引力作用下的物体具有引力势能,取无穷远处引力势能为零,物体距星球球心距离为r时的引力势能为:Ep=-G (G为万有引力常量),设宇宙中有一半径为R的星球,宇航员在该星球上以速度v0竖直向上抛出一质量为m的物体,不计空气阻力,经t秒后落回手中,则 ( )
A.在该星球表面上以的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球表面
B.在该星球表面上以2的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球表面
C.在该星球表面上以的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球表面
D.在该星球表面上以2的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球表面
5.（2014山东理综，20）2013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天爱好者提出”“玉免”回家设想：如图将携带玉免的返回系统由月球表面发射到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为m，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0。以月球面为零势能面。“玉兔”在h高处的引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为月球质量。若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为
A.B.C.D.
6.美国宇航局的“信使”号水星探测器按计划将在2015年3月份陨落在水星表面。工程师找到了一种聪明的办法，能够使其寿命再延长一个月。这个办法就是通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道。如图所示，设释放氦气前，探测器在贴近水星表面的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ上，忽略探测器在椭圆轨道上所受外界阻力。则下列说法正确的是
A．探测器在轨道Ⅰ上A点运行速率小于在轨道Ⅱ上B点速率
B．探测器在轨道Ⅱ上某点的速率可能等于在轨道Ⅰ上速率
C．探测器在轨道Ⅱ上远离水星过程中，引力势能和动能都减少
D．探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上A点加速度大小不同
7.（2013安徽理综，17）质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为
A. B. C. D.
8.（2013新课标全国卷Ⅰ，20） 2012年6曰18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，下面说法正确的是
A．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B．如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加
C．如不加干涉，天宫一号的轨道高度将缓慢降低
D．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用
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