解题思路:根据万有引力提供向心力,列方程可得到卫星速率与半径的关系来判断速率大小、角速度大小.由牛顿定律研究卫星在Q两点加速度大小.根据离心运动的条件判断卫星在轨道2上经过P点时的速度与它在轨道3上经过P点时的速度大小.
A、设卫星和地球的质量分别为m和M,卫星速率为v,轨道半径为r,
则有G
Mm
r2=m
v2
r,得到 v=
GM
r,可见半径小,速率大.故A错误.
B、由ω=
v
r=
GM
r3,半径小,角速度大.故B错误.
C、根据牛顿第二定律,卫星经过Q点时加速度一定.故C错误.
D、从轨道2到轨道3,卫星在P点是做逐渐远离圆心的运动,要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力,所以应给卫星加速,增加所需的向心力.所以在轨道3上P点的速度大于轨道上2经过P点的速度.故D正确.
故选:D.
点评:
本题考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
考点点评: 卫星在不同轨道上运行时各个量的比较,往往根据万有引力等于向心力列出物理量与半径的关系,然后比较.