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精英家教網航天員乘坐航天飛機去修理位于離地球表面 h的圓形軌道上的哈勃太空望遠鏡片,航天飛機s進入與望遠鏡H相同的軌道并關閉助推火箭,而望遠鏡則在航天飛機前方數千米處,如圖所示.設G為引力常數,M為地球質量,R為地球半徑,V1為第一宇宙速度.
(1)在如圖所示的航天飛機s內,質量m=70kg的航天員的視重是多少?
(2)計算航天飛機在軌道上的速率和周期;
(3)航天飛機必須先進入半徑較小的軌道,才有較大的速率追上望遠鏡.試判斷航天飛機要進入較低軌道時應在原軌道上加速還是減速?說明理由.
分析:(1)航天飛機繞地球做圓周運動,處于完全失重狀態.
(2)根據萬有引力提供向心力求解.
(3)當提供的萬有引力等于需要的向心力,做圓周運動;提供的萬有引力大于所需要的向心力,做近心運動;提供的萬有引力小于所需要的向心力,做離心運動.
解答:解:(1)由于完全失重,視重為0N.
(2)對近地衛星有:
GMm
R2
=m
V
2
1
R
       ①
對航天飛機有:
GMms
(R+h)2
=ms
v2
R+h
       ②
解方程①、②得:v=
R
R+h
?V1

由:v=
2π(R+h)
T
 得:T=
2π(R+h)
V1
R+h
R

故航天飛機在軌道上的速率和周期分別為:v=
R
R+h
?V1
T=
2π(R+h)
V1
R+h
R

(3)減速,使所需要的向心力減小,提供的萬有引力大于所需的向心力,當F>F時做近心運動.
點評:解決本題的關鍵掌握萬有引力提供向心力G
Mm
r2
=m
v2
r
.以及知道航天飛機如何變軌:當提供的萬有引力等于需要的向心力,做圓周運動;提供的萬有引力大于所需要的向心力,做近心運動;提供的萬有引力小于所需要的向心力,做離心運動.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:貴州省模擬題 題型:計算題

航天員乘坐航天飛機去修理位于離地球表面h的圓形軌道上的哈勃太空望遠鏡片,航天飛機s進入與望遠鏡H相同的軌道并關閉助推火箭,而望遠鏡則在航天飛機前方數千米處,如圖所示。設G為引力常數,M為地球質量,R為地球半徑,V1為第一宇宙速度。
(1)在如圖所示的航天飛機s內,質量m=70 kg的航天員的視重是多少?
(2)計算航天飛機在軌道上的速率和周期;
(3)航天飛機必須先進入半徑較小的軌道,才有較大的速率追上望遠鏡。試判斷航天飛機要進入較低軌道時應在原軌道上加速還是減速?說明理由。

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科目:高中物理 來源: 題型:

航天員乘坐航天飛機去修理位于離地球表面 h的圓形軌道上的哈勃太空望遠鏡片,航天飛機s進入與望遠鏡H相同的軌道并關閉助推火箭,而望遠鏡則在航天飛機前方數千米處,如圖所示。設G為引力常數,M為地球質量,R為地球半徑, V1為第一宇宙速度。

(1)在如圖所示的航天飛機s內,質量m=70 kg的航天員的視重是多少?

(2)計算航天飛機在軌道上的速率和周期;

(3)航天飛機必須先進入半徑較小的軌道,才有較大的速率追上望遠鏡。試判斷航天飛機要進入較低軌道時應在原軌道上加速還是減速? 說明理由。

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科目:高中物理 來源:2011年貴州省遵義市高考物理二模試卷(解析版) 題型:解答題

航天員乘坐航天飛機去修理位于離地球表面 h的圓形軌道上的哈勃太空望遠鏡片,航天飛機s進入與望遠鏡H相同的軌道并關閉助推火箭,而望遠鏡則在航天飛機前方數千米處,如圖所示.設G為引力常數,M為地球質量,R為地球半徑,V1為第一宇宙速度.
(1)在如圖所示的航天飛機s內,質量m=70kg的航天員的視重是多少?
(2)計算航天飛機在軌道上的速率和周期;
(3)航天飛機必須先進入半徑較小的軌道,才有較大的速率追上望遠鏡.試判斷航天飛機要進入較低軌道時應在原軌道上加速還是減速?說明理由.

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