题目内容

你是否注意到,“神舟”六号宇宙飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图,如图所示,它记录了“神舟”六号飞船在地球表面垂直投影的位置变化;图中表示一段时间内飞船绕地球沿圆周飞行四圈,依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹①.②.③.④,图中分别标出了各地点的经纬度(如:在轨迹①通过赤道时的经度为西经157.5°,绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°…),从图中你能知道“神舟”六号宇宙飞船的运行周期为______小时,在圆轨道上正常运行时距离地表的距离为______公里.(已知地球的半径为6400公里)

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(1)从图中信息可知,“神舟六号”转一圈,地球自转转过180°-157.5°=22.5°,
所以“神舟六号”的周期为:T=
22.5°
360°
×T
=
1
16
×24h═1.5h

(2)(1)飞船绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供,
设地球质量是M,飞船质量是m,轨道半径是r,
由牛顿第二定律可得:G
Mm
r2
=m(
T
)2r
--------①
地球表面的物体m′受到的重力等于地球对它的万有引力,
即:m′g=G
Mm′
R2
-----------------②
由①②可以解得:r=
3
gR2T2
4π2

则飞船离地面的高度h=r-R=
3
gR2T2
4π2
-R
代入数据,计算h=315km.

故答案为:1.5、315.
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