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2003年10月15日,我国第一位航天员杨利伟乘我国自行研制的“神舟五号”飞船进入太空,环绕地球飞行14圈,次日在内蒙古安全降落.这次为期21小时的太空之旅,使中国继美国、俄罗斯之后世界上第三个能独立自主进行载人航天飞行的国家.
设“神舟五号”飞船进入太空,环绕地球做匀速圆周运动,飞行14圈所需要时间21小时.已知地面的重力加速度g=π2m/s2地球的半径R=6400千米.
试求:(1)“神舟五号”飞船环绕地球飞行的周期T
(2)“神舟五号”飞船环绕地球飞行的最大高度?(取298
13
=6.7)
分析:(1)由“神舟五号”飞船进入太空,环绕地球做匀速圆周运动,飞行14圈所需要时间21小时,可得“神舟五号”飞船环绕地球飞行的周期T.
(2)由万有引力提供向心力的周期表达式,和地面万有引力等于重力,可得飞船离地高度.
解答:解:(1)“神舟五号”飞船绕地球运动的周期为:T=
21
14
=1.5h

(2)万有引力提供向心力,有:
G
Mm
r2
=m(
T
)2r

r=R+h
解得:h=
3
GMT2
4π2
-R
    ①
物体地面的重力近似等于物体在地面时的万有引力:
G
Mm
R2
=mg

解得:GM=gR2
由①②解得:
h=
3
gR2T2
4π2
-R
=
3
π2×(6400×103)2×(1.5×3600)2
π2
-6400×103
=300×103m=300km
答:(1)“神舟五号”飞船环绕地球飞行的周期T=1.5h.
(2)“神舟五号”飞船环绕地球飞行的最大高度为300km.
点评:万有引力应用问题通常要抓住合力提供向心力列式求解,同时本题要注意时间单位的换算.注意看清是求高度,而不是轨道半径.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

2003年10月15日9时,我国神舟五号宇宙飞船,在酒泉卫星发射中心成功发射,把中国第一位航天员杨利伟送入太空.飞船绕地球飞行的周期是91.64分,根据以上消息近似地把飞船运动看做绕地球做匀速圆周运动.试估算飞船距地面的高度.(已知:地球质量为6.0×1024kg,地球的半径R为6.4×103km)

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科目:高中物理 来源: 题型:

我国发射的“神舟”五号飞船于2003年10月15日上午9:00在酒泉载人航天发射场发射升空.按预定计划在太空飞行了接近21小时,环绕地球14圈,在完成预定空间科学和技术试验任务后北京时间10月16日6时07分在内蒙古中部地区准确着陆.试回答下列问题:
(1)根据以上数据可以估计飞船的轨道半径约是通讯卫星轨道半径的多少倍?(保留根号)
(2)当返回舱降到距地面10km时,回收着陆系统启动工作,弹出伞舱盖后,连续完成拉出引导伞、减速伞、和主伞动作,主伞展开面积足有1200㎡由于空气阻力作用有一段减速下落过程,若空气阻力与速度的平方成正比,这一过程的收尾速度为14m/s.已知返回舱的质量为8t,则当返回舱速度为42m/s时的加速度为多大?(g取10m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:

2003年10月15日,随着“神州五号”载人飞船的发射升空,设飞船在离地面高度为h,在一圆形轨道上做匀速圆周运动,地球半径R,地球表面重力加速度为g.
求:(1)飞船在轨道上运行的速度大小?
(2)飞船运行的周期?

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科目:高中物理 来源: 题型:

2003年10月15日我国成功发射了“神舟五号”飞船,总质量为7790公斤,它在太空飞行14圈、历时21小时斤,成功返回:2005年10月12日又成功发射了“神舟六号”,总质量为8吨多,它在太空飞行77圈、历时115小时33分后,成功返回.假定两飞船的运动近似为匀速圆周运动,两飞船的运行周期近似相等.比较两飞船的飞行情况可知(  )
A、两者运行时的角速度相等B、两者运行的离地面的高度相等C、两者运行时的向心加速度大小相等D、两者运行时受到的万行引力大小相等

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科目:高中物理 来源: 题型:

我国于2003年10月15日成功发射并回收了“神舟”五号载入飞船,已知“神舟”五号绕地球飞行了14圈共历时约21小时,试计算飞船飞行轨道离地面的平均高度.取地球半径R=6400km,g=10m/s2.设飞船飞行14圈都做相同的圆轨道运行.

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