问题 问答题

2005年10月12日,我国成功地发射了“神舟”六号载人宇宙飞船,飞船进入轨道运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行,经过了近5天的运行后,飞船的返回舱顺利降落在预定地点.设“神舟”六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”六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=

t
n

研究“神舟”六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•

Mm
r2
=mr•
4π2
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•

Mm
R2
=mg③

 r=R+h④

由①②③④解得:h=

3
gR2t2
4π2n2
-R

②由线速度公式得:

v=

2π(R+h)
T

v=

3
2πngR2
t

答:(1)飞船的圆轨道离地面的高度是

3
gR2t2
4π2n2
-R;

(2)飞船在圆轨道上运行的速率是

3
2πngR2
t

单项选择题
单项选择题