北京时间2005年10月12日9时整,搭乘两名航天员费俊龙和聂海胜的中国第二艘载人飞船“神州”六号在甘肃省酒泉卫星发射中心由“长征”二号F运载火箭发射升空。航空
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北京时间2005年10月12日9时整,搭乘两名航天员费俊龙和聂海胜的中国第二艘载人飞船“神州”六号在甘肃省酒泉卫星发射中心由“长征”二号F运载火箭发射升空。航空航天是一个集物理、化学、生物、天文、地学、工程、气象等多学科的综合性工程,请解答下列两个物理问题: (1)地球半径R=6400km,地球表面重力加速度g=9.8 m/s2,若使航天飞船在无推动力作用的情况下在离地h=140km的圆轨道上绕地球运行,则飞船的速度应为多少?(保留两位有效数字) (2)假如有一空间站与飞船在同一轨道上运动,你是地面控制中心的控制人员,你应发出下列A、B、C三条指令的哪一条,才能让飞船与空间站对接? A.让飞船加速直到追上空间站,完成对接; B.让飞船从原轨道减速至一个较低轨道,再加速追上空间站完成对接; C.让飞船从原轨道加速至一个较高轨道,再减速追上空间站完成对接。 请你明确选择的指令再说明选择的理论根据。 |
答案
解:(1)GMm/R2= mg GMm/(R+h)2 = mv2/(R+h) v=7.8km/s (2)选B指令 因为:飞船绕地球运行时,由牛顿第二定律可知 GMm/r2 = mv2/r,v= 若加速会导致飞船轨道半径增大,由上式可知飞船在新的轨道上运行速度比空间站小,无法对接; 若飞船先减速,它的轨道半径减小,但速度增大了,故在低轨道上的飞船可接近或超过空间站,只要飞船在低轨道上运动到合适位置再加速,则其轨道半径增大,同时速度减小,当正好运动到空间站所在位置时停止加速,完成对接。 |
举一反三
人造卫星绕地球作匀速圆周运动,则离地面越近的卫星,以下说法错误的是 |
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A.速度越大 B.角速度越大 C.向心加速度越大 D.周期越长 |
已知地球半径为R,地球质量为M,万有引力常量为G,在距地面高为h的轨道上有一做匀速圆周运动的人造卫星,求: (1)该卫星的速度为_____________; (2)该卫星的周期为_____________; (3)该卫星的角速度为_____________; (4)该卫星的加速度为_____________。 |
关于人造地球卫星,下列说法正确的是 |
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A.运行的速率可能等于8km/s B.运行的周期可能等于80min C.同步卫星的周期是一定值 D.同步卫星向心力是一定值 |
有两个人造地球卫星,都绕地球做匀速圆周运动,已知它们的轨道半径之比r1∶r2=4∶1,质量之比m1∶m2=1∶2。求这两个卫星的: (1)线速度之比; (2)角速度之比; (3)向心加速度之比; (4)向心力之比。 |
人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动时 |
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A.卫星上物体不再受到重力作用 B.卫星在轨道上运行的线速度应大于第一宇宙速度 C.卫星在轨道上运行的线速度不可能大于第一宇宙速度 D.同步卫星的轨道可通过北京的上空 |
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