北京時(shí)間2005年10月12日9時(shí)整，搭乘兩名航天員費(fèi)俊龍和聶海勝的中國第二艘載人飛船“神州”六號在甘肅省酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由“長征”二號F運(yùn)載火箭發(fā)射升空．航空航天是一個(gè)集物理、化學(xué)、生物、天文、地學(xué)、工程、氣象等多學(xué)科的綜合性工程，請解答下列兩個(gè)物理問題：
（1）地球半徑R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2，若使航天飛船在無推動(dòng)力作用的情況下在離地h=140km的圓軌道上繞地球運(yùn)行，則飛船的速度應(yīng)為多少？（保留兩位有效數(shù)字）
（2）假如有一空間站與飛船在同一軌道上運(yùn)動(dòng)，你是地面控制中心的控制人員，你應(yīng)發(fā)出下列A、B、C三條指令的哪一條，才能讓飛船與空間站對接？
A．讓飛船加速直到追上空間站，完成對接
B．讓飛船從原軌道減速至一個(gè)較低軌道，再加速追上空間站完成對接
C．讓飛船從原軌道加速至一個(gè)較高軌道，再減速追上空間站完成對接
請你明確選擇的指令再說明選擇的理論根據(jù)．
分析：（1）根據(jù)萬有引力等于重力和萬有引力提供向心力求出飛船的速度．
（2）空間站與飛船在同一軌道上運(yùn)動(dòng)，要實(shí)現(xiàn)對接，需先減速到一個(gè)較低軌道，在加速做離心運(yùn)動(dòng)與空間站完成對接．
解答：解：（1）根據(jù)萬有引力等于重力得，G
Mm
R2
=mg
根據(jù)萬有引力提供向心力得，G
Mm
(R+h)2
=m
v2
R+h
．
聯(lián)立兩式，代入數(shù)據(jù)解得v=7.8km/s               
（2）
因?yàn)椋猴w船繞地球運(yùn)行時(shí)，由牛頓第二定律可知：
G
Mm
r2
=m
v2
r
得，v=
GM
r

若加速會導(dǎo)致飛船軌道半徑增大，由上式可知飛船在新的軌道上運(yùn)行速度比空間站小，無法對接；                          
若飛船先減速，它的軌道半徑減小，但速度增大了，故在低軌道上的飛船可接近或超過空間站，只要飛船在低軌道上運(yùn)動(dòng)到合適位置再加速，則其軌道半徑增大，同時(shí)速度減小，當(dāng)正好運(yùn)動(dòng)到空間站所在位置時(shí)停止加速，完成對接．
故選：B．
答：（1）飛船的速度為7.8km/s．
（2）發(fā)出指令應(yīng)是B．
點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力等于重力和萬有引力提供向心力這兩個(gè)理論，并能靈活運(yùn)用．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

北京時(shí)間2005年10月12日上午9時(shí)0分0秒，神舟六號宇宙飛船在酒泉點(diǎn)火發(fā)射，9時(shí)11分23秒船箭分離，發(fā)射成功；飛船進(jìn)入軌道后在半徑為6.4×106m的圓周軌道上繞地球一圈所需時(shí)間為90分鐘．則前面的描述中表示時(shí)刻的是
9時(shí)0分0秒，9時(shí)11分23秒
9時(shí)0分0秒，9時(shí)11分23秒
；飛船在圓周軌道上運(yùn)動(dòng)的過程中的最大位移是
1.28×107m
1.28×107m
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（14分）北京時(shí)間2005年4月12日20時(shí)0分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號乙”捆綁式運(yùn)載火箭，成功地將“亞太六號”通信衛(wèi)星(其質(zhì)量用m表示)送入太空。這顆“亞太六號”通信衛(wèi)星在圍繞地球的橢圓軌道上運(yùn)行如圖所示，離地球表面最近的點(diǎn)A(近地點(diǎn))高度L1=209km(209×103m)，離地球表面最遠(yuǎn)的點(diǎn)B(遠(yuǎn)地點(diǎn))高度L2=49991km(49991×103m)。已知地球質(zhì)量M=6.0×1024kg，引力常量G=×10-9N?m2/kg2，地球半徑R=6400km=6.4×106m。且在地球上空任一高度處h(h為到地球中心的距離)，衛(wèi)星具有的引力勢能表達(dá)式為，求：

   

（1）此衛(wèi)星在圍繞地球的橢圓軌道上從近地點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)B的時(shí)間約為幾天(設(shè)π2=10，保留兩位數(shù)字)；

（2）證明：vA?(L1+R)= vB(L2+R)。其中vA和vB分別是“亞太六號”通信衛(wèi)星在近地點(diǎn)A和遠(yuǎn)地點(diǎn)B的速度；L1+R和L2+R分別是“亞太六號”通信衛(wèi)星在近地點(diǎn)A和遠(yuǎn)地點(diǎn)B到地球球心的距離(提示：根據(jù)橢圓的對稱性可知近地點(diǎn)A和遠(yuǎn)地點(diǎn)B所在軌道處的極小的弧形應(yīng)是半徑相等的圓弧的弧)；

（3）試計(jì)算“亞太六號”通信衛(wèi)星的發(fā)射速度v的大小是多少km/s(保留兩位數(shù)字)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

繼神秘的火星之后,去年土星也成了全世界關(guān)注的焦點(diǎn).經(jīng)過近7年35.2億千米在太空中風(fēng)塵仆仆的穿行后,美航空航天局和歐航空航天局合作研究的“卡西尼”號土星探測器于美國東部時(shí)間2005年6月30日(北京時(shí)間7月1日)抵達(dá)預(yù)定軌道，開始“拜訪”土星及其衛(wèi)星家族.“卡西尼”號探測器進(jìn)入繞土星飛行的軌道,在半徑為R的土星上空離土星表面高h的圓形軌道上繞土星飛行,環(huán)繞n周飛行時(shí)間為t.求:土星的質(zhì)量M和土星表面的重力加速度g.(萬有引力常量為G)

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科目：高中物理 來源：期中題 題型：計(jì)算題

北京時(shí)間2005年10月12日9時(shí)整，搭乘兩名航天員費(fèi)俊龍和聶海勝的中國第二艘載人飛船“神州”六號在甘肅省酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由“長征”二號F運(yùn)載火箭發(fā)射升空。航空航天是一個(gè)集物理、化學(xué)、生物、天文、地學(xué)、工程、氣象等多學(xué)科的綜合性工程，請解答下列兩個(gè)物理問題：
（1）地球半徑R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8 m/s2，若使航天飛船在無推動(dòng)力作用的情況下在離地h=140km的圓軌道上繞地球運(yùn)行，則飛船的速度應(yīng)為多少？（保留兩位有效數(shù)字）
（2）假如有一空間站與飛船在同一軌道上運(yùn)動(dòng)，你是地面控制中心的控制人員，你應(yīng)發(fā)出下列A、B、C三條指令的哪一條，才能讓飛船與空間站對接？
A．讓飛船加速直到追上空間站，完成對接；
B．讓飛船從原軌道減速至一個(gè)較低軌道，再加速追上空間站完成對接；
C．讓飛船從原軌道加速至一個(gè)較高軌道，再減速追上空間站完成對接。
請你明確選擇的指令再說明選擇的理論根據(jù)。

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