题目内容
如图所示的是“神舟九号”“与天宫一号”轨道交会形式的一种,轨道1为“神舟九号”的椭圆轨道,轨道2为“天宫一号”的圆轨道,两轨道同平面且在P点相切,对接前二者同向绕行.已知地球半径为R,“天宫一号”的轨道半径为R,“神舟九号”椭圆轨道的近地点离地面的高度为h,地球表面的重力加速度为g.(1)求“天宫一号”的运行周期T2与“神舟九号”的运行周期T1之比
(2)为了保证“神舟九号“飞船与”天宫一号“恰好在P点相遇,飞船在轨道近地点时与地心的连线跟此时“天宫一号”与地心连线成的夹角φ为多大?
【答案】分析:(1)根据几何关系确定神舟九号半长轴的长度,而后根据开普勒第三定律求解;
(2)根据周期关系,求解神舟九号在
周期里,天宫一号转过的角度,再根据几何关系求解.
解答:解:(1)根据几何关系可知,神舟九号飞船轨道半长轴
,根据开普勒第三定律有:

所以有:
=
(2)由题意知神舟九号运行
,在这段时间内,天宫一号转过的角度为
,则飞船在近地点时与地心连线跟此时天宫一号与地心连线所夹的角φ=π-θ代入数据得:
φ=
=
答:(1)“天宫一号”的运行周期T2与“神舟九号”的运行周期T1之比为:
=
(2)为了保证“神舟九号“飞船与”天宫一号“恰好在P点相遇,飞船在轨道近地点时与地心的连线跟此时“天宫一号”与地心连线成的夹角φ为:
点评:根据开普勒第三定律由周期和半长轴(半径)的关系求解,利用周期根据匀速圆周运动的特点求解是关键.
(2)根据周期关系,求解神舟九号在
解答:解:(1)根据几何关系可知,神舟九号飞船轨道半长轴
所以有:
(2)由题意知神舟九号运行
φ=
答:(1)“天宫一号”的运行周期T2与“神舟九号”的运行周期T1之比为:
(2)为了保证“神舟九号“飞船与”天宫一号“恰好在P点相遇,飞船在轨道近地点时与地心的连线跟此时“天宫一号”与地心连线成的夹角φ为:
点评:根据开普勒第三定律由周期和半长轴(半径)的关系求解,利用周期根据匀速圆周运动的特点求解是关键.
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