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航天飞机是能往返于地球与太空间的载人飞行器,利用航天飞机既可将人造卫星送入预定轨道,也可以到太空去维修出现故障的地球卫星.
(1)航天飞机对圆形轨道上的卫星进行维修时,两者的速度必须基本相同.待维修的卫星所在的圆形轨道离地面的高度是h,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,试求维修卫星时航天飞机的速度;
(2)航天飞机无动力滑翔着陆,当速度达到某值时从尾部弹出减速伞,以使航天飞机迅速减速.若航天飞机质量为m,弹出减速伞后在水平跑道上滑行的距离为s,受到的平均阻力为f,求刚从尾部弹出减速伞时航天飞机的速度.
(1)根据万有引力提供向心力得:
GMm
r2
=m
v2
r

r=R+h
根据万有引力等于重力得:
GMm
R2
=mg.
联立解得:速度v=
GM
r
=R
g
R+h

(2)根据动能定理研究弹出减速伞后在水平跑道上滑行的过程,列出等式
-fs=0-
1
2
m
v20

v0=
2fs
m

答:(1)维修卫星时航天飞机的速度大小是R
g
R+h
;(2)刚从尾部弹出减速伞时航天飞机的速度大小是
2fs
m
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