题目内容
我国执行首次载人航天飞行的神州五号飞船于2003年10月15日在中国酒泉卫星发射中心发射升空.飞船由长征-2F运载火箭先送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道,在B点实施变轨后,再进入预定圆轨道,如图所示.已知飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,近地点A距地面高度为L1,地球表面重力加速度为g,地球半径为R,求:(1)飞船在近地点A的加速度aA为多大?
(2)远地点B距地面的高度L2为多少?
【答案】分析:(1)可以先由重力加速度的表达式求出地球质量,然后直接根据牛顿第二定律求解加速度;
(2)根据飞n圈的时间为t,先求出周期,再由在预定轨道上时万有引力等于向心力求出预定轨道的轨道半径,最后得出B点的高度.
解答:解:(1)设地球质量为M,飞船的质量为m,在A点受到的地球引力为

地球表面的重力加速度
g=G
又由牛顿第二定律
F=ma
联立以上三式得

飞船在近地点A的加速度aA为
.
(2)飞船在预定圆轨道飞行的周期
T=
由牛顿运动定律得
联立解得
-R
远地点B距地面的高度L2为
-R.
点评:卫星在椭圆轨道运行时的加速度目前只能根据牛顿第二定律求解;卫星的轨道半径与线速度、角速度、周期对应!
(2)根据飞n圈的时间为t,先求出周期,再由在预定轨道上时万有引力等于向心力求出预定轨道的轨道半径,最后得出B点的高度.
解答:解:(1)设地球质量为M,飞船的质量为m,在A点受到的地球引力为
地球表面的重力加速度
g=G
又由牛顿第二定律
F=ma
联立以上三式得
飞船在近地点A的加速度aA为
(2)飞船在预定圆轨道飞行的周期
T=
由牛顿运动定律得
联立解得
远地点B距地面的高度L2为
点评:卫星在椭圆轨道运行时的加速度目前只能根据牛顿第二定律求解;卫星的轨道半径与线速度、角速度、周期对应!
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