问题
问答题
神州六号”飞船的成功飞行为我国在2010年实现探月计划--“嫦娥工程”获得了宝贵的经验.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0,飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动,到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动.求:
(1)飞船在轨道Ⅰ上的运行速率;
(2)飞船在A点处点火时,动能如何变化;
(3)飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间.

答案
(1)设月球的质量为M,飞船的质量为m,
则G
=mMm (4R)2 v2 4R
飞船在月球表面绕月球运动时有:G
=mg0Mm R2
解得v=1 2 g0R
(2)飞船在A点处点火后将做近心运动,所需的向心力将小于万有引力,而万有引力不变,所以要减小速度以减小向心力,所以动能减小.
(3)设飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为T,
则mg0=m(
)2R2π T
∴T=2πR g0
答:(1)飞船在轨道Ⅰ上的运行速率为1 2
;g0R
(2)飞船在A点处点火时,动能减小;
(3)飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为2π
.R g0