题目
人造地球卫星,绕地球作椭圆轨道运动,地球在椭圆的一个焦点上,则卫星的( )A. 动量不守恒,动能守恒B. 动量守恒,动能不守恒C. 对地心的角动量守恒,动能不守恒D. 对地心的角动量不守恒,动能守恒
人造地球卫星,绕地球作椭圆轨道运动,地球在椭圆的一个焦点上,则卫星的( )
A. 动量不守恒,动能守恒
B. 动量守恒,动能不守恒
C. 对地心的角动量守恒,动能不守恒
D. 对地心的角动量不守恒,动能守恒
题目解答
答案
C. 对地心的角动量守恒,动能不守恒
解析
本题考查人造卫星在椭圆轨道运动中的动量、角动量、动能的守恒性。解题关键在于:
- 动量守恒的条件是系统所受外力为零,而卫星受地球引力作用,动量不守恒;
- 角动量守恒的条件是合外力矩为零。地球引力为中心力,力矩为零,故角动量守恒;
- 动能由卫星的机械能决定,由于引力做功,动能在运动过程中会变化。
角动量守恒分析
卫星绕地球运动时,地球引力是中心力(作用线通过地心),对地心的力矩为零。根据角动量定理,合外力矩为零时角动量守恒,因此卫星对地心的角动量守恒。
动能分析
卫星在椭圆轨道上运动时,地球引力做功。例如:
- 近地点到远地点:引力做负功,动能减少;
- 远地点到近地点:引力做正功,动能增加。
因此,动能不守恒。
动量分析
卫星始终受地球引力作用,动量方向不断改变,故动量不守恒。