题目内容
(16分)“伽利略”号木星探测器,从1989年10月进入太空起,历经6年,行程37亿千米,终于到达木星周围。此后在t秒内绕木星运行N圈后,对木星及其卫星进行考察,最后坠入木星大气层烧毁。设这N圈都是绕木星在同一个圆周上运行,其运行速率为v,探测器上的照相机正对木星拍摄到整个木星时的视角为θ(如图所示),设木星为一球体。求:
(1)木星探测器在上述圆形轨道上运行时的轨道半径;
(2)若人类能在木星表面着陆,至少以多大的速度将物体从其表面水平抛出,才不至于使物体再落回木星表面。
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解:(1)由线速度定义式得,
…………………⑴
由题意
………………………………………………. ⑵
由①②两式得
……………………………………..⑶
(2) 探测器在圆形轨道上运行时
………………………………………………….. ⑷
从木星表面水平抛出,恰好不再落回木星表面时
…………………………………………………..⑸
由④⑤两式得
……………………………………. ⑹
由题意
……………………………………………….. ⑺
由两式⑥⑦得
………………………………….. ⑻
(每式2分,共计16分)
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