Question

2009年12月，我國(guó)自主研制的第一顆為青少年服務(wù)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“希望一號(hào)”在太原衛(wèi)星發(fā)射中心升空．“希望一號(hào)”衛(wèi)星主要飛行任務(wù)是搭載青少年提出的“天圓地方”科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案、建立業(yè)余無(wú)線電空間通訊及進(jìn)行太空攝影．由于是為我國(guó)青少年研制的第一顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，有關(guān)方面專(zhuān)門(mén)邀請(qǐng)了來(lái)自全國(guó)的50位熱愛(ài)航天事業(yè)的中小學(xué)生到現(xiàn)場(chǎng)觀看衛(wèi)星發(fā)射的全過(guò)程．

（1）上圖是某監(jiān)測(cè)系統(tǒng)每隔2．5s拍攝的關(guān)于起始勻加速階段火箭的一組照片．已知火箭的長(zhǎng)度為40m，用刻度尺測(cè)量照片上的長(zhǎng)度,結(jié)果如圖所示．求火箭在照片中第2個(gè)像所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小．

（2）假設(shè)“希望一號(hào)”衛(wèi)星整體質(zhì)量2350千克，圖示時(shí)段長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭質(zhì)量200噸．取g= 10 m/s2 ,求火箭的推力．

（3）已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，“希望一號(hào)”衛(wèi)星在距地球表面高為h的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．求“希望一號(hào)”衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的周期．

 

Answer 1

【答案】

 （1）v=42 m/s；（2）F=3.6×10⁶N；（3）T= 

【解析】

試題分析: 由題圖照片可知，長(zhǎng)度為40 m的火箭對(duì)應(yīng)圖片上長(zhǎng)度為2 cm，圖片上從第1個(gè)像到第個(gè)像之間的長(zhǎng)度為4 cm，第一個(gè)2.5 s上升高度為s₁==80 m從第2個(gè)像到第3個(gè)像之間的長(zhǎng)度為6.5 cm，第二個(gè)2.5 s上升高度為s₂==130 m火箭5 s時(shí)間上升高度h=s₁+s₂=210 m

火箭在照片中第2個(gè)像所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小v=42 m/s

（2）（6分）由Δs=aT ²得a = m/s²= 8 m/s²   由F －mg －Mg=（m+M)a

得火箭的推力F =(m+M)(a+g)=(200000+2350)×(8+10)N =3642300N=3.6×10⁶N

（3）（4分）設(shè)“希望一號(hào)”衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的周期為T(mén)，

由：G=

聯(lián)立（1）（2）有  

T=    

考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用；牛頓第二定律；人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系