问题
问答题
2008年9月28日傍晚我国自行研制的神舟七号载人飞船经历68个多小时的太空飞行,在预定轨道绕地球飞行45圈后成功返回.设“神舟”七号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t,若地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,求:
(1)飞船的圆轨道离地面的高度;
(2)飞船在圆轨道上运行的速率.
答案
(1)“神舟”七号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t,
T=
①t n
研究“神舟”七号载人飞船在圆轨道上绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力定律分别对地球表面物体和飞船列出方程得:
G
=mMm (R+h)2
(R+h)②4π2 T2
根据地球表面忽略地球自转时万有引力等于重力列出方程得:
G
=m′g③Mm′ R2
联立①②③得圆轨道离地高度为:h=
-R3 gR2t2 4π2n2
(2)由线速度公式得:
v=
=2π(R+h) T 3 2πngR2 t
答:(1)飞船的圆轨道离地面的高度为
-R;3 gR2t2 4π2n2
(2)飞船在圆轨道上运行的速率为
.3 2πngR2 t