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精英家教网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200km,远地点B距地面350km.已知地球半径R=6371km.
(I)求飞船飞行的椭圆轨道的方程;
(II)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6×105km,问飞船巡天飞行的平均速度是多少km/s?
(结果精确到1km/s)(注:km/s即千米/秒)
分析:(I)先设出椭圆的标准方程,根据椭圆的定义可求得a-c和a+c的值,进而求得a和c,进而根据b2=a2-c2求得b2,椭圆的方程可得.
(II)把从15日9时到16日6时的时间减去开始的时间,再减去最后多计的时间,可得飞船巡天飞行的时间,进而可算出平均速度.
解答:解:(I)设椭圆的方程为
x2
a2
+
y2
b2
=1
由题设条件得:
a-c=|OA|-|OF2|=|F2A|=6371+200=6571
a+c=|OB|+|OF2|=|F2B|=6371+350=6721
解得a=6646,c=75
所以a2=44169316,b2=a2-c2=(a+c)(a-c)=6721×6571=44163691
所以椭圆的方程为
x2
44169316
+
y2
44163691
=1


(II)从15日9时到16日6时共21个小时,合21×3600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21×3600-650=74950(秒),
平均速度是
600000
74950
≈8
(千米/秒)
所以飞船巡天飞行的平均速度是8km/s.
点评:本小题主要考查椭圆等基本知识,考查分析问题和解决问题的能力.
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