Question

20．2012年6月18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆形轨道上成功进行了我国首

20．2012年6月18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆形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。下列说法正确的是
A．为实现对接，两者运行的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增加
C．如不加干预，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
请给予分析，特别是A为什么不对

Answer 1

A是对的
神州九号飞船与天宫一号对接，依旧是饶地飞行

第一宇宙速度是所有航天器最大的速度，所以其速度应大于第一宇宙速度
同时，由于是环绕地球转动，没有脱离地球，所以速度小于第二宇宙速度。

地球引力提供其向心力转动
即：GMm/R^2 =mv^2/R
v=√ GM/R
航天器质量m约掉，v与m无关，轨道不变
BC错

太空失重，是地球引力全部提供其向心力转动
太空不提均受万有引力
D错

追问

我也觉得是对的，但是答案给的是BC，因为第一宇宙速度是航天器做匀速圆周运动的最大速度。我选了ABC。是今年的高考题，我拿来做，相当看不懂。额，注意，有气体有摩擦

追答

A是绝对不能选的
因为这是所有航天器的最大速度，即贴地风行的速度，而航天器轨道是离地面343km
事实上，第一宇宙速度是所有航天器都不可能达到的速度
因为贴地飞行，就意味着轨道会面临避开高大山脉

CD倒是可以这么理解
物理运算是理论值
但是实际上太空并不是真的真空，航天器会受到高层大气阻力等的影响，其轨道高度会逐渐降低。【这就是一个比较实际的问题了，刚没注意这个因素“对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气
”】
轨道降低，转速增快，动能升高

追问

但是如果航天器做变轨运动呢？也就是说不做匀速圆周运动，那么航天器不就以大于第一宇宙速度的速度航行了吗？

追答

上边说得不完整，不好意思

航天器的轨道是有速度决定的。

理论上，如果航天器以大于第一宇宙速度的速度航行，最后的结果是——轨道在不断的降低，最终坠落。

但是由于有大气阻力作用，这是关键。
为了变轨，高轨道航天器需加速
这个过程【可能】超过第一宇宙速度

追问

那选哪个，到底怎么回事

追答

A不能选的
优于大气阻力作用，变轨过程【可能】超过第一宇宙速度

而不一定是介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间