1.GMm/R^2=mv^2/R
动能=mv^2/2=GMm/2R
重力势能=-GMm/R
机械能=-GMm/2R,可知半径越大,机械能越大,无穷远处机械能是0.
所以3的机械能大于1的机械能.
2.同一轨道上,没有外力做功,机械能守恒.
所以P点的机械能等于在Q点的机械能.
3.都是只受万有引力,万有引力提供加速度a：
GMm/R^2=ma
a=GM/R^2,R相同,所以总的加速度是相同的.
1轨道：向心加速度a1=a.
2轨道：除了沿法线方向的向心加速度a2外,还有一个沿切线的平动加速度a3.
而速率在B点时是最大,所以可知平动加速度a3为0（斜率为0,极值点导数是0）,所以a=a2.另一方向：a3的方向是沿切线的,a2和a的方向都是法线的,a=a2+a3(矢量相加),也可知a3=0.
所以：a1=a2.
如果直接用a=v^2/R(R是曲率半径),2轨道v大（能量大）,曲率半径也大,所以是无法判断a1和a2的大小的.
顺便说一句,变轨时质量是变化的（加速,向后释放一部分质量,反冲）.