“神舟六号”载人飞船于2005年10月12日上午9点整在酒泉航天发射场发射升空.由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,A点距地面的高度为h

“神舟六号”载人飞船于2005年10月12日上午9点整在酒泉航天发射场发射升空.由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,A点距地面的高度为h

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“神舟六号”载人飞船于2005年10月12日上午9点整在酒泉航天发射场发射升空.由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,A点距地面的高度为h1,飞船飞行五周后进行变轨,进入预定圆轨道,如图所示.在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,于10月17日凌晨在内蒙古草原成功返回.已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R.求:
(1)飞船在A点的向心加速度大小;
(2)远地点B距地面的高度.魔方格
答案
(1)飞船在A所受的万有引力F=G
Mm
(R+h12)

根据黄金代换式GM=gR2
则a=
F
m
=
gR2
(R+h1)2

(2)飞船在圆轨道上运动的周期T=
t
n

根据G
Mm
(R+h)2
=m(R+h)(
T
)2

GM=gR2
联立三式解得:h=
3
gR2t2
4π2n2

-R

答:(1)飞船在A点的向心加速度大小为
gR2
(R+h1)2

(2)远地点B距地面的高度为
3
gR2t2
4π2n2

-R
举一反三
重力势能EP=mgh实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式,其更精确的表达式应为EP=-G 
Mm
r
.式中的G为万有引力恒量,M为地球质量,m为物体的质量,r为物体到地心的距离,并以无限远处的引力势能为零势能.一颗质量为m的地球卫星,在离地高度为H处环绕地球做匀速圆周运动.已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球质量未知.
试求:
(1)卫星做匀速圆周运动的线速度;
(2)卫星的引力势能;
(3)卫星的机械能;
(4)若要使卫星能飞离地球(飞到引力势能为零的地方),则卫星至少要具有多大的初速度从地面发射?
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如图所示,a、b、c是环绕地球的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a、c的质量相同且小于b的质量,则有(  )
A.a、b的角速度大小相等,且大于c的线速度
B.a、b的周期相同,且大于c的周期
C.a、b的向心加速度大小相等,且大于c的向心加速度
D.a所需的向心力最小
魔方格
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地球的两颗人造卫星质量之比m1:m2=1:2,圆周轨道半径之比r1:r2=1:2.求:(1)线速度之比;(2)角速度之比;(3)运行周期之比;(4)向心力之比.
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据环球时报2月11日报道,美国和俄罗斯的两颗卫星2009年2月10日在太空相撞,相撞地点位于西伯利亚上空500英里(约805公里).相撞卫星的碎片形成太空垃圾,并在卫星轨道附近绕地球运转,国际空间站的轨道在相撞事故地点下方270英里(434公里).若把两颗卫星和国际空间站的轨道看作圆形轨道,上述报道的事故中以下说法正确的是(  )
A.这两颗相撞卫星在同一轨道上
B.这两颗相撞卫星的周期、向心加速度大小一定相等
C.两相撞卫星的运行速度均大于国际空间站的速度
D.两相撞卫星的运行周期均大于国际空间站的运行周期
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我国自行研制发射的“风云一号”、“风云二号”气象卫星绕地球飞行的轨道是不同的.“风云一号”是极地圆形轨道卫星,其轨道平面与赤道平面垂直,周期为T1=2h;“风云二号”是同步轨道卫星,其轨道平面就是赤道平面,周期为T2=24h.两颗卫星相比:______离地面较高(填“风云一号”或“风云二号”);两颗卫星的运行的半径之比R1:R2=______.
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