题目内容

2003年10月15日9时,“神舟”五号载人飞船发射升空,于9时9分50秒准确进入预定轨道,开始巡天飞行.该轨道是以地球的中心F2为一个焦点的椭圆.选取坐标系如图所示,椭圆中心在原点.近地点A距地面200 km,远地点B距地面350 km.已知地球半径R=6 371 km.

(1)求飞船飞行的椭圆轨道的方程;

(2)飞船绕地球飞行了十四圈后,于16日5时59分返

回舱与推进舱分离,结束巡天飞行,飞船共巡天飞行了约

6×105 km,问飞船巡天飞行的平均速度是多少千米/秒?

(结果精确到1 km/s)(注:km/s即千米/秒)

思路分析:根据坐标系,用待定系数法求出椭圆的标准方程.

解:(1)设椭圆的方程为=1,由题设条件,得

a-c=|OA|-|OF2|=|F2A|=6 371+200=6 571,

a+c=|OB|+|OF2|=|F2B|=6 371+350=6 721.

解得a=6 646,c=75.所以a2=44 169 316,

b2=a2-c2=(a+c)(a-c)=6 721×6 571=44 163 691.

所以椭圆的方程为=1.

(注:由≈6 645.576 8得椭圆的方程为=1,也是正确的)

(2)从15日9时到16日6时共21个小时,合21×3 600秒.

减去开始的9分50秒,即9×60+50=590(秒),再减去最后多计的1分钟,共减去590+60=650(秒),得飞船巡天飞行的时间是21×3 600-650=74 950(秒).

因为平均速度是≈8(千米/秒),所以飞船巡天飞行的平均速度是8 km/s.

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