2018-2019學年高中物理 第三章 萬有引力定律 微型專題3 衛(wèi)星變軌問題和雙星問題學案 教科版必修2
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1、 微型專題3 衛(wèi)星變軌問題和雙星問題 [學習目標] 1.會分析衛(wèi)星的變軌問題,知道衛(wèi)星變軌的原因和變軌前后衛(wèi)星速度的變化.2.掌握雙星運動的特點,會分析求解雙星運動的周期和角速度. 一、人造衛(wèi)星的發(fā)射、變軌與對接 1.發(fā)射問題 要發(fā)射人造衛(wèi)星,動力裝置在地面處要給衛(wèi)星一很大的發(fā)射初速度,且發(fā)射速度v>v1=7.9 km/s,人造衛(wèi)星做離開地球的運動;當人造衛(wèi)星進入預定軌道區(qū)域后,再調整速度,使F引=F向,即G=m,從而使衛(wèi)星進入預定軌道. 2.衛(wèi)星的變軌問題 衛(wèi)星變軌時,先是線速度v發(fā)生變化導致需要的向心力發(fā)生變化,進而使軌道半徑r發(fā)生變化. (1)當衛(wèi)星減速時,衛(wèi)星所需的
2、向心力F向=m減小,萬有引力大于衛(wèi)星所需的向心力,衛(wèi)星將做近心運動,向低軌道變遷. (2)當衛(wèi)星加速時,衛(wèi)星所需的向心力F向=m增大,萬有引力不足以提供衛(wèi)星所需的向心力,衛(wèi)星將做離心運動,向高軌道變遷. 以上兩點是比較橢圓和圓軌道切點速度的依據(jù). 3.飛船對接問題 (1)低軌道飛船與高軌道空間站對接如圖1甲所示,低軌道飛船通過合理地加速,沿橢圓軌道(做離心運動)追上高軌道空間站與其完成對接. 圖1 (2)同一軌道飛船與空間站對接 如圖乙所示,后面的飛船先減速降低高度,再加速提升高度,通過適當控制,使飛船追上空間站時恰好具有相同的速度. 例1 如圖2所示為衛(wèi)星發(fā)射過程的示
3、意圖,先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點火,使其沿橢圓軌道2運行,最后再一次點火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點,軌道2、3相切于P點,則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時,以下說法中正確的是( ) 圖2 A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率 B.衛(wèi)星在軌道3上的周期大于在軌道2上的周期 C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的速率大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的速率 D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度小于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度 答案 B 解析 衛(wèi)星在圓軌道上做勻速圓周運動時有: G=m,v= 因為r1<r3,所以v1>v3,A項錯誤; 由開普
4、勒第三定律知T3>T2,B項正確; 在Q點從軌道1到軌道2需要做離心運動,故需要加速, 所以在Q點v2Q>v1Q,C項錯誤; 在同一點P,由=ma知,衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度,D項錯誤. 【考點】衛(wèi)星、飛船的對接和變軌問題 【題點】衛(wèi)星、飛船的對接和變軌問題 判斷衛(wèi)星變軌時速度、加速度變化情況的思路: (1)判斷衛(wèi)星在不同圓軌道的運行速度大小時,可根據(jù)“越遠越慢”的規(guī)律判斷. (2)判斷衛(wèi)星在同一橢圓軌道上不同點的速度大小時,可根據(jù)開普勒第二定律判斷,即離中心天體越遠,速度越?。? (3)判斷衛(wèi)星由圓軌道進入橢圓軌道或由橢圓軌道進入
5、圓軌道時的速度大小如何變化時,可根據(jù)離心運動或近心運動的條件進行分析. (4)判斷衛(wèi)星的加速度大小時,可根據(jù)a==G判斷. 針對訓練1 2017年6月19日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射“中星9A”廣播電視直播衛(wèi)星,按預定計劃,“中星9A”應該首先被送入近地點約為200公里,遠地點約為3.6萬公里的轉移軌道Ⅱ(橢圓),然后通過在遠地點變軌,進入最終同步軌道Ⅲ(圓形).但是由于火箭故障,衛(wèi)星實際入軌后初始軌道Ⅰ遠地點只有1.6萬公里.科技人員沒有放棄,通過精心操作,利用衛(wèi)星自帶燃料在近地點點火,盡量抬高遠地點的高度,經(jīng)過10次軌道調整,終于在7月5日成功定點于預定軌道,如圖3所示.下列
6、說法正確的是( ) 圖3 A.“中星9A”發(fā)射失利原因可能是發(fā)射速度沒有達到7.9 km/s B.衛(wèi)星在軌道Ⅲ經(jīng)過Q點時和在軌道Ⅱ經(jīng)過Q點時速度相同 C.衛(wèi)星在軌道Ⅱ經(jīng)過Q點的加速度大于它經(jīng)過P點時的加速度 D.衛(wèi)星從軌道Ⅰ的P點進入軌道Ⅱ后速度增加 答案 D 解析 “中星9A”已經(jīng)成功發(fā)射至遠地點1.6萬公里的橢圓軌道上.其發(fā)射速度大于第一宇宙速度,A項錯誤;在Q點從軌道Ⅱ到軌道Ⅲ要加速,所以vⅢ>vⅡ,B項錯誤;由a=知aP>aQ,C項錯誤;在P點從軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ要加速,D項正確. 二、雙星問題 1.如圖4所示,宇宙中有相距較近、質量相差不大的兩個星球,它們離其他
7、星球都較遠,因此其他星球對它們的萬有引力可以忽略不計.在這種情況下,它們將圍繞它們連線上的某一固定點做周期相同的勻速圓周運動,這種結構叫做“雙星”. 圖4 2.雙星問題的特點 (1)兩星的運動軌道為同心圓,圓心是它們之間連線上的某一點. (2)兩星的向心力大小相等,由它們間的萬有引力提供. (3)兩星的運動周期、角速度相同. (4)兩星的軌道半徑之和等于兩星之間的距離,即r1+r2=L. 3.雙星問題的處理方法:雙星間的萬有引力提供了它們做圓周運動的向心力,即=m1ω2r1=m2ω2r2. 例2 兩個靠得很近的天體,離其他天體非常遙遠,它們以其連線上某一點O為圓心各自做勻速
8、圓周運動,兩者的距離保持不變,科學家把這樣的兩個天體稱為“雙星”,如圖5所示.已知雙星的質量分別為m1和m2,它們之間的距離為L,求雙星的運行軌道半徑r1和r2及運行周期T. 圖5 答案 解析 雙星間的萬有引力提供了各自做圓周運動的向心力 對m1:=m1r1ω2, 對m2:=m2r2ω2,且r1+r2=L, 解得r1=,r2=. 由G=m1r1及r1=得 周期T=. 【考點】雙星問題 【題點】雙星問題 針對訓練2 (多選)2017年,人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波.根據(jù)科學家們復原的過程,在兩顆中子星合并前約100 s時,它們相距約400 km,繞
9、二者連線上的某點每秒轉動12圈.將兩顆中子星都看做是質量均勻分布的球體,由這些數(shù)據(jù)、引力常量并利用牛頓力學知識,可以估算出這一時刻兩顆中子星的( ) A.質量之積 B.質量之和 C.速率之和 D.各自的自轉角速度 答案 BC 解析 兩顆中子星運動到某位置的示意圖如圖所示 每秒轉動12圈,角速度已知, 中子星運動時,由萬有引力提供向心力得 =m1ω2r1① =m2ω2r2② l=r1+r2③ 由①②③式得=ω2l,所以m1+m2=, 質量之和可以估算. 由線速度與角速度的關系v=ωr得 v1=ωr1④ v2=ωr2⑤ 由③④⑤式得v1+v2=ω(r1+
10、r2)=ωl,速率之和可以估算. 質量之積和各自的自轉角速度無法求解. 1.(衛(wèi)星的變軌問題)(多選)肩負著“落月”和“勘察”重任的“嫦娥三號”沿地月轉移軌道直奔月球,如圖6所示,在距月球表面100 km的P點進行第一次制動后被月球捕獲,進入橢圓軌道Ⅰ繞月飛行,之后,衛(wèi)星在P點又經(jīng)過第二次“剎車制動”,進入距月球表面100 km的圓形工作軌道Ⅱ,繞月球做勻速圓周運動,在經(jīng)過P點時會再一次“剎車制動”進入近月點距月球表面15公里的橢圓軌道Ⅲ,然后擇機在近月點下降進行軟著陸,則下列說法正確的是( ) 圖6 A.“嫦娥三號”在軌道Ⅰ上運動的周期最長 B.“嫦娥三號”在軌道Ⅲ上運動
11、的周期最長 C.“嫦娥三號”經(jīng)過P點時在軌道Ⅱ上運動的線速度最大 D.“嫦娥三號”經(jīng)過P點時,在三個軌道上的加速度相等 答案 AD 解析 由于“嫦娥三號”在軌道Ⅰ上運動的半長軸大于在軌道Ⅱ上運動的半徑,也大于軌道Ⅲ的半長軸,根據(jù)開普勒第三定律可知,“嫦娥三號”在各軌道上穩(wěn)定運行時的周期關系為TⅠ>TⅡ>TⅢ,故A正確,B錯誤;“嫦娥三號”在由高軌道降到低軌道時,都要在P點進行“剎車制動”,所以經(jīng)過P點時,在三個軌道上的線速度關系為vⅠ>vⅡ>vⅢ,故C錯誤;由于“嫦娥三號”在P點時的加速度只與所受到的月球引力有關,故D正確. 【考點】衛(wèi)星、飛船的對接和變軌問題 【題點】衛(wèi)星、飛船的
12、發(fā)射和變軌問題 2.(衛(wèi)星、飛船的對接問題)如圖7所示,我國發(fā)射的“神舟十一號”飛船和“天宮二號”空間實驗室于2016年10月19日自動交會對接成功.假設對接前“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運動,為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接,下列措施可行的是( ) 圖7 A.使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行,然后飛船加速追上空間實驗室實現(xiàn)對接 B.使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行,然后空間實驗室減速等待飛船實現(xiàn)對接 C.飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上加速,加速后飛船逐漸靠近空間實驗室,兩者速度接近時實現(xiàn)對接 D.飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上減速,減速后飛船逐
13、漸靠近空間實驗室,兩者速度接近時實現(xiàn)對接 答案 C 解析 飛船在同一軌道上加速追趕空間實驗室時,速度增大,所需向心力大于萬有引力,飛船將做離心運動,不能實現(xiàn)與空間實驗室的對接,選項A錯誤;同時,空間實驗室在同一軌道上減速等待飛船時,速度減小,所需向心力小于萬有引力,空間實驗室將做近心運動,也不能實現(xiàn)對接,選項B錯誤;當飛船在比空間實驗室半徑小的軌道上加速時,飛船將做離心運動,逐漸靠近空間實驗室,可實現(xiàn)對接,選項C正確;當飛船在比空間實驗室半徑小的軌道上減速時,飛船將做近心運動,遠離空間實驗室,不能實現(xiàn)對接,選項D錯誤. 3.(雙星問題)如圖8所示,兩顆星球組成的雙星,在相互之間的萬有引
14、力作用下,繞連線上的O點做周期相同的勻速圓周運動.現(xiàn)測得兩顆星之間的距離為L,質量之比為m1∶m2=3∶2,下列說法中正確的是( ) 圖8 A.m1、m2做圓周運動的線速度之比為3∶2 B.m1、m2做圓周運動的角速度之比為3∶2 C.m1做圓周運動的半徑為L D.m2做圓周運動的半徑為L 答案 C 解析 設雙星m1、m2距轉動中心O的距離分別為r1、r2,雙星繞O點轉動的角速度均為ω,據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得 G=m1r1ω2=m2r2ω2,又r1+r2=L,m1∶m2=3∶2 解得r1=L,r2=L m1、m2運動的線速度分別為v1=r1ω,v2=r2ω,
15、 故v1∶v2=r1∶r2=2∶3. 綜上所述,選項C正確. 【考點】雙星問題 【題點】雙星問題 一、選擇題 考點一 衛(wèi)星的變軌問題 1.(多選)如圖1所示,航天飛機在完成太空任務后,在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ,B為軌道Ⅱ上的近地點,關于航天飛機的運動,下列說法中正確的有( ) 圖1 A.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度 B.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的速度 C.在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期 D.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度 答案 ABC 【考點】衛(wèi)星、飛船的對接和變軌問題 【題點】衛(wèi)星、
16、飛船的發(fā)射和變軌問題
2.(多選)如圖2所示,在嫦娥探月工程中,設月球半徑為R,月球表面的重力加速度為g0.飛船在半徑為4R的圓形軌道Ⅰ上運動,到達軌道的A點時點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ,到達軌道的近月點B時,再次點火進入近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運動,則( )
圖2
A.飛船在軌道Ⅲ上的運行速率大于
B.飛船在軌道Ⅰ上的運行速率小于在軌道Ⅱ上B處的運行速率
C.飛船在軌道Ⅰ上的向心加速度小于在軌道Ⅱ上B處的向心加速度
D.飛船在軌道Ⅰ、軌道Ⅲ上運行的周期之比TⅠ∶TⅢ=4∶1
答案 BC
解析 由=mg0知,v=,即飛船在軌道Ⅲ上的運行速率等于,A錯誤.由v= 知,vⅠ 17、而飛船在軌道Ⅱ上的B點需減速進入軌道Ⅲ,有vⅡB>vⅢ,則有vⅡB>vⅠ,B正確.由a=知,飛船在軌道Ⅰ上的向心加速度小于在軌道Ⅱ上B處的向心加速度,C正確.由T=2π知,飛船在軌道Ⅰ、軌道Ⅲ上運行的周期之比TⅠ∶TⅢ=8∶1,D錯誤.
【考點】衛(wèi)星、飛船的對接和變軌問題
【題點】衛(wèi)星、飛船的發(fā)射和變軌問題
3.如圖3所示,我國發(fā)射“神舟十號”飛船時,先將飛船發(fā)送到一個橢圓軌道上,其近地點M距地面200 km,遠地點N距地面340 km.進入該軌道正常運行時,通過M、N點時的速率分別是v1和v2.當某次飛船通過N點時,地面指揮部發(fā)出指令,點燃飛船上的發(fā)動機,使飛船在短時間內加速后進入離地 18、面340 km的圓形軌道,開始繞地球做勻速圓周運動,這時飛船的速率為v3,比較飛船在M、N、P三點正常運行時(不包括點火加速階段)的速率大小和加速度大小,下列結論正確的是( )
圖3
A.v1>v3>v2,a1>a3>a2
B.v1>v2>v3,a1>a2=a3
C.v1>v2=v3,a1>a2>a3
D.v1>v3>v2,a1>a2=a3
答案 D
解析 根據(jù)萬有引力提供向心力,即=ma得:a=,由題圖可知r1<r2=r3,所以a1>a2=a3;當某次飛船通過N點時,地面指揮部發(fā)出指令,點燃飛船上的發(fā)動機,使飛船在短時間內加速后進入離地面340 km的圓形軌道,所以v3> 19、v2,根據(jù)=得:v=,又因為r1<r3,所以v1>v3,故v1>v3>v2.故選D.
【考點】衛(wèi)星、飛船的對接和變軌問題
【題點】衛(wèi)星、飛船的發(fā)射和變軌問題
4.我國未來將建立月球基地,并在繞月軌道上建造空間站.如圖4所示,關閉發(fā)動機的航天飛機在月球引力作用下沿橢圓軌道向月球靠近,并將在橢圓的近月點B處與空間站對接.已知空間站C繞月軌道半徑為r,周期為T,引力常量為G,月球的半徑為R.那么以下選項正確的是( )
圖4
A.月球的質量為
B.航天飛機到達B處由橢圓軌道進入空間站圓軌道時必須加速
C.航天飛機從A處到B處做減速運動
D.月球表面的重力加速度為
答案 A
解 20、析 設空間站質量為m,在圓軌道上,由G=m,得M=,A正確;要使航天飛機在橢圓軌道的近月點B處與空間站C對接,必須在運動到B點時減速,否則航天飛機將繼續(xù)做橢圓運動,B錯誤;航天飛機飛向B處,根據(jù)開普勒第二定律可知,向近月點靠近做加速運動,C錯誤;月球表面的重力加速度等于月球表面附近衛(wèi)星的向心加速度,選項中中的T是空間站在半徑為r的軌道上做圓周運動的周期,比近月衛(wèi)星周期大,D錯誤.
【考點】衛(wèi)星、飛船的對接和變軌問題
【題點】衛(wèi)星、飛船的發(fā)射和變軌問題
5.(多選)如圖5所示,搭載著“嫦娥二號”衛(wèi)星的“長征三號丙”運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射.衛(wèi)星由地面發(fā)射后,進入地月轉移軌道,經(jīng)多 21、次變軌最終進入距離月球表面100 km,周期為118 min的工作軌道Ⅲ,開始對月球進行探測,下列說法正確的( )
圖5
A.衛(wèi)星在軌道Ⅲ的運行速度比月球的第一宇宙速度小
B.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過P點的加速度比在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點時的大
C.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運行周期比在軌道Ⅰ上的長
D.衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點的速度比在軌道Ⅲ上經(jīng)過P點時的大
答案 AD
解析 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的半徑大于月球半徑,根據(jù)G=m,得v=,可知衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運行速度比月球的第一宇宙速度小,A正確.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上和在軌道Ⅰ上經(jīng)過P時所受萬有引力相等,所以加速度也相等,B錯誤.軌道Ⅲ的半徑比軌道Ⅰ的半長軸小 22、,根據(jù)開普勒第三定律,衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運行周期比在軌道Ⅰ上的短,C錯誤.衛(wèi)星從軌道Ⅰ經(jīng)多次變軌進入軌道Ⅲ,在P點需依次減速,D正確.
【考點】衛(wèi)星、飛船的對接和變軌問題
【題點】衛(wèi)星、飛船的發(fā)射和變軌問題
考點二 雙星問題
6.某雙星由質量不等的星體S1和S2構成,兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點C做勻速圓周運動.由天文觀察測得其運動周期為T,S1到C點的距離為r1,S1和S2之間的距離為r,已知引力常量為G,由此可求出S2的質量為( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 設S1和S2的質量分別為m1、m2,對于S1有
G=m12r1,得m2 23、=.
【考點】雙星問題
【題點】雙星問題
7.兩個質量不同的天體構成雙星系統(tǒng),它們以二者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動,下列說法正確的是( )
A.質量大的天體線速度較大
B.質量小的天體角速度較大
C.兩個天體的向心力大小一定相等
D.兩個天體的向心加速度大小一定相等
答案 C
解析 雙星系統(tǒng)的結構是穩(wěn)定的,故它們的角速度相等,故B錯誤;兩個星球間的萬有引力提供向心力,根據(jù)牛頓第三定律可知,兩個天體的向心力大小相等,而天體質量不一定相等,故兩個天體的向心加速度大小不一定相等,故C正確,D錯誤;根據(jù)m1ω2r1=m2ω2r2,
得=,
故==
故質量大的天體線速度 24、較小,故A錯誤.
【考點】雙星問題
【題點】雙星問題
8.冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng),質量比約為7∶1,同時繞它們連線上某點O做勻速圓周運動,由此可知,冥王星繞O點運動的( )
A.軌道半徑約為卡戎的
B.角速度大小約為卡戎的
C.線速度大小約為卡戎的7倍
D.向心力大小約為卡戎的7倍
答案 A
解析 雙星系統(tǒng)內的兩顆星運動的角速度相同,B錯誤.雙星的向心力為二者間的萬有引力,所以向心力大小相等,D錯誤.根據(jù)m1ω2r1=m2ω2r2,得==,A正確.根據(jù)v=ωr,得==,C錯誤.
【考點】雙星問題
【題點】雙星問題
9.(多選)宇宙中兩顆相距較近的天 25、體稱為“雙星”,它們以二者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動,而不會因為萬有引力的作用而吸引到一起.如圖6所示,某雙星系統(tǒng)中A、B兩顆天體繞O點做勻速圓周運動,它們的軌道半徑之比rA∶rB=1∶2,則兩顆天體的( )
圖6
A.質量之比mA∶mB=2∶1
B.角速度之比ωA∶ωB=1∶2
C.線速度大小之比vA∶vB=1∶2
D.向心力大小之比FA∶FB=2∶1
答案 AC
解析 雙星都繞O點做勻速圓周運動,由兩者之間的萬有引力提供向心力,角速度相等,設為ω.根據(jù)牛頓第二定律,對A星:G=mAω2rA①
對B星:G=mBω2rB②
聯(lián)立①②得mA∶mB=rB∶rA=2∶ 26、1.
根據(jù)雙星運行的條件有:角速度之比ωA∶ωB=1∶1,由v=ωr得線速度大小之比vA∶vB=rA∶rB=1∶2,向心力大小之比FA∶FB=1∶1,選項A、C正確,B、D錯誤.
【考點】雙星問題
【題點】雙星問題
10.雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成,兩恒星在相互引力的作用下,分別圍繞其連線上的某一點做周期相同的勻速圓周運動.研究發(fā)現(xiàn),雙星系統(tǒng)演化過程中,兩星的總質量、距離和周期均可能發(fā)生變化.若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運動的周期為T,經(jīng)過一段時間演化后,兩星總質量變?yōu)樵瓉淼膋倍,兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍,則此時兩星做圓周運動的周期為( )
A.T B.T
C.T D.T
27、答案 B
解析 如圖所示,設兩恒星的質量分別為M1和M2,軌道半徑分別為r1和r2.根據(jù)萬有引力定律及牛頓第二定律可得=M1()2r1=M2()2r2,解得=()2(r1+r2),即=()2①
當兩星的總質量變?yōu)樵瓉淼膋倍,它們之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍時,有=()2②
聯(lián)立①②兩式可得T′=T,故選項B正確.
【考點】雙星問題
【題點】雙星問題
二、非選擇題
11.(變軌問題)中國自行研制、具有完全自主知識產(chǎn)權的“神舟號”飛船,目前已經(jīng)達到或優(yōu)于國際第三代載人飛船技術,其發(fā)射過程簡化如下:飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,由長征運載火箭送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道上,A點距 28、地面的高度為h1,飛船飛行5圈后進行變軌,進入預定圓軌道,如圖7所示.設飛船在預定圓軌道上飛行n圈所用時間為t,若已知地球表面重力加速度為g,地球半徑為R,求:
圖7
(1)飛船在B點經(jīng)橢圓軌道進入預定圓軌道時是加速還是減速?
(2)飛船經(jīng)過橢圓軌道近地點A時的加速度大?。?
(3)橢圓軌道遠地點B距地面的高度h2.
答案 (1)加速 (2) (3)-R
解析 (2)在地球表面,有mg=①
根據(jù)牛頓第二定律有:G=maA②
由①②式聯(lián)立解得,飛船經(jīng)過橢圓軌道近地點A時的加速度大小為aA=.
(3)飛船在預定圓軌道上飛行時由萬有引力提供向心力,有G=m(R+h2)③
由題意可知,飛船在預定圓軌道上運行的周期為T=④
由①③④式聯(lián)立解得h2=-R.
【考點】衛(wèi)星、飛船的對接和變軌問題
【題點】衛(wèi)星、飛船的發(fā)射和變軌問題
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