Question

北京时间2005年10月12日9时整，搭乘两名航天员费俊龙和聂海胜的中国第二艘载人飞船“神州”六号在甘肃省酒泉卫星发射中心由“长征”二号F运载火箭发射升空。航空航天是一个集物理、化学、生物、天文、地学、工程、气象等多学科的综合性工程，请解答下列两个物理问题：
（1）地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8 m/s²，若使航天飞船在无推动力作用的情况下在离地h=140km的圆轨道上绕地球运行，则飞船的速度应为多少？（保留两位有效数字）
（2）假如有一空间站与飞船在同一轨道上运动，你是地面控制中心的控制人员，你应发出下列A、B、C三条指令的哪一条，才能让飞船与空间站对接？
A．让飞船加速直到追上空间站，完成对接；
B．让飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接；
C．让飞船从原轨道加速至一个较高轨道，再减速追上空间站完成对接。
请你明确选择的指令再说明选择的理论根据。

Answer 1

解：（1）GMm/R²= mg
GMm/(R+h)² = mv²/(R+h)
v=7.8km/s
（2）选B指令
因为：飞船绕地球运行时，由牛顿第二定律可知
GMm/r² = mv²/r，v=
若加速会导致飞船轨道半径增大，由上式可知飞船在新的轨道上运行速度比空间站小，无法对接；
若飞船先减速，它的轨道半径减小，但速度增大了，故在低轨道上的飞船可接近或超过空间站，只要飞船在低轨道上运动到合适位置再加速，则其轨道半径增大，同时速度减小，当正好运动到空间站所在位置时停止加速，完成对接。