题目内容
航天员乘坐航天飞机去修理位于离地球表面 h的圆形轨道上的哈勃太空望远镜片,航天飞机s进入与望远镜H相同的轨道并关闭助推火箭,而望远镜则在航天飞机前方数千米处,如图所示.设G为引力常数,M为地球质量,R为地球半径,V1为第一宇宙速度.(1)在如图所示的航天飞机s内,质量m=70kg的航天员的视重是多少?
(2)计算航天飞机在轨道上的速率和周期;
(3)航天飞机必须先进入半径较小的轨道,才有较大的速率追上望远镜.试判断航天飞机要进入较低轨道时应在原轨道上加速还是减速?说明理由.
【答案】分析:(1)航天飞机绕地球做圆周运动,处于完全失重状态.
(2)根据万有引力提供向心力求解.
(3)当提供的万有引力等于需要的向心力,做圆周运动;提供的万有引力大于所需要的向心力,做近心运动;提供的万有引力小于所需要的向心力,做离心运动.
解答:解:(1)由于完全失重,视重为0N.
(2)对近地卫星有:
①
对航天飞机有:
②
解方程①、②得:
由:
得:
故航天飞机在轨道上的速率和周期分别为:
,
.
(3)减速,使所需要的向心力减小,提供的万有引力大于所需的向心力,当F引>F向时做近心运动.
点评:解决本题的关键掌握万有引力提供向心力
.以及知道航天飞机如何变轨:当提供的万有引力等于需要的向心力,做圆周运动;提供的万有引力大于所需要的向心力,做近心运动;提供的万有引力小于所需要的向心力,做离心运动.
(2)根据万有引力提供向心力求解.
(3)当提供的万有引力等于需要的向心力,做圆周运动;提供的万有引力大于所需要的向心力,做近心运动;提供的万有引力小于所需要的向心力,做离心运动.
解答:解:(1)由于完全失重,视重为0N.
(2)对近地卫星有:
对航天飞机有:
解方程①、②得:
由:
故航天飞机在轨道上的速率和周期分别为:
(3)减速,使所需要的向心力减小,提供的万有引力大于所需的向心力,当F引>F向时做近心运动.
点评:解决本题的关键掌握万有引力提供向心力
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