2003年10月15日，我國第一位航天員楊利偉乘我國自行研制的“神舟五號(hào)”飛船進(jìn)入太空，環(huán)繞地球飛行14圈，次日在內(nèi)蒙古安全降落．這次為期21小時(shí)的太空之旅，使中國繼美國、俄羅斯之后世界上第三個(gè)能獨(dú)立自主進(jìn)行載人航天飛行的國家．
設(shè)“神舟五號(hào)”飛船進(jìn)入太空，環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，飛行14圈所需要時(shí)間21小時(shí)．已知地面的重力加速度g=π2m/s2地球的半徑R=6400千米．
試求：（1）“神舟五號(hào)”飛船環(huán)繞地球飛行的周期T
（2）“神舟五號(hào)”飛船環(huán)繞地球飛行的最大高度？（取298
13
=6.7）
分析：（1）由“神舟五號(hào)”飛船進(jìn)入太空，環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，飛行14圈所需要時(shí)間21小時(shí)，可得“神舟五號(hào)”飛船環(huán)繞地球飛行的周期T．
（2）由萬有引力提供向心力的周期表達(dá)式，和地面萬有引力等于重力，可得飛船離地高度．
解答：解：（1）“神舟五號(hào)”飛船繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為：T=
21
14
=1.5h
（2）萬有引力提供向心力，有：
G
Mm
r2
=m(
2π
T
)2r
r=R+h
解得：h=
3
GMT2
4π2
-R    ①
物體地面的重力近似等于物體在地面時(shí)的萬有引力：
G
Mm
R2
=mg
解得：GM=gR2 ②
由①②解得：
h=
3
gR2T2
4π2
-R=
3
π2×(6400×103)2×(1.5×3600)2
4×π2
-6400×103=300×103m=300km
答：（1）“神舟五號(hào)”飛船環(huán)繞地球飛行的周期T=1.5h．
（2）“神舟五號(hào)”飛船環(huán)繞地球飛行的最大高度為300km．
點(diǎn)評(píng)：萬有引力應(yīng)用問題通常要抓住合力提供向心力列式求解，同時(shí)本題要注意時(shí)間單位的換算．注意看清是求高度，而不是軌道半徑．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

2003年10月15日9時(shí)，我國神舟五號(hào)宇宙飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，把中國第一位航天員楊利偉送入太空．飛船繞地球飛行的周期是91.64分，根據(jù)以上消息近似地把飛船運(yùn)動(dòng)看做繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．試估算飛船距地面的高度．（已知：地球質(zhì)量為6.0×1024kg，地球的半徑R為6.4×103km）

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科目：高中物理 來源： 題型：

我國發(fā)射的“神舟”五號(hào)飛船于2003年10月15日上午9：00在酒泉載人航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空．按預(yù)定計(jì)劃在太空飛行了接近21小時(shí)，環(huán)繞地球14圈，在完成預(yù)定空間科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)任務(wù)后北京時(shí)間10月16日6時(shí)07分在內(nèi)蒙古中部地區(qū)準(zhǔn)確著陸．試回答下列問題：
（1）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估計(jì)飛船的軌道半徑約是通訊衛(wèi)星軌道半徑的多少倍？（保留根號(hào)）
（2）當(dāng)返回艙降到距地面10km時(shí)，回收著陸系統(tǒng)啟動(dòng)工作，彈出傘艙蓋后，連續(xù)完成拉出引導(dǎo)傘、減速傘、和主傘動(dòng)作，主傘展開面積足有1200㎡由于空氣阻力作用有一段減速下落過程，若空氣阻力與速度的平方成正比，這一過程的收尾速度為14m/s．已知返回艙的質(zhì)量為8t，則當(dāng)返回艙速度為42m/s時(shí)的加速度為多大？（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

2003年10月15日，隨著“神州五號(hào)”載人飛船的發(fā)射升空，設(shè)飛船在離地面高度為h，在一圓形軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球半徑R，地球表面重力加速度為g．
求：（1）飛船在軌道上運(yùn)行的速度大��？
（2）飛船運(yùn)行的周期？

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科目：高中物理 來源： 題型：

2003年10月15日我國成功發(fā)射了“神舟五號(hào)”飛船，總質(zhì)量為7790公斤，它在太空飛行14圈、歷時(shí)21小時(shí)斤，成功返回：2005年10月12日又成功發(fā)射了“神舟六號(hào)”，總質(zhì)量為8噸多，它在太空飛行77圈、歷時(shí)115小時(shí)33分后，成功返回．假定兩飛船的運(yùn)動(dòng)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩飛船的運(yùn)行周期近似相等．比較兩飛船的飛行情況可知（　�。�
A、兩者運(yùn)行時(shí)的角速度相等B、兩者運(yùn)行的離地面的高度相等C、兩者運(yùn)行時(shí)的向心加速度大小相等D、兩者運(yùn)行時(shí)受到的萬行引力大小相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

我國于2003年10月15日成功發(fā)射并回收了“神舟”五號(hào)載入飛船，已知“神舟”五號(hào)繞地球飛行了14圈共歷時(shí)約21小時(shí)，試計(jì)算飛船飛行軌道離地面的平均高度．取地球半徑R=6400km，g=10m/s2．設(shè)飛船飛行14圈都做相同的圓軌道運(yùn)行．

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同步練習(xí)冊(cè)答案