航天飛機是能往返于地球與太空間的載人飛行器.利用航天飛機,可將人造衛(wèi)星送入預定軌道,可將物資運送到空間站,也可以到太空維修出現(xiàn)故障的地球衛(wèi)星.當宇航員要對圓形軌道上運行的衛(wèi)星進行維修時,須調(diào)整航天飛機的速度,使之與衛(wèi)星的速度基本相同,若某次維修作業(yè)中,宇航員發(fā)現(xiàn)航天飛機的速度計顯示飛機的速度為7.5km/s,則待維修的衛(wèi)星離地的高度h為多大?已知地球半徑R=6400km,地球表面重力加速度g=9.8m/s2
分析:宇航員隨航天飛機一起繞地球做勻速圓周運動,由地球的萬有引力提供向心力.在地球表面上地球的萬有引力等于重力,根據(jù)萬有引力和向心力公式列式求解h.
解答:解:對于宇航員和航天飛機,繞地球做勻速圓周運動,由地球的萬有引力提供向心力,則有
   G
Mm
(R+h)2
=m
v2
R+h
  ①
在地球表面,萬有引力等于物體的重力,則有
   G
Mm′
R2
=m′g  ②
由①②聯(lián)立得:h=
gR2
v2
-R

將R=6400km=6.4×106,g=9.8m/s2,v=7.5km/s=7.5×103m/s,代入上式解得h=7.36×105m.
答:待維修的衛(wèi)星離地的高度h為7.36×105m.
點評:本題是衛(wèi)星問題,關鍵要建立衛(wèi)星運動的模型,抓住萬有引力提供向心力是關鍵,同時抓住知道地球半徑R和地球表面重力加速度g,即可求地球的質(zhì)量.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:高一物理 第五章 萬有引力與航天 5.4 《飛出地球去》(滬科版必修二) 滬科版 題型:038

航天飛機是能往返于地球和太空之間的載人飛行器,利用航天飛機,既可將人造衛(wèi)星送入太空,也可以到太空去維修和保養(yǎng)太空站.

(1)航天飛機對圓形軌道上的衛(wèi)星進行維修時,兩者的速度必須基本相同,現(xiàn)已知待修的衛(wèi)星離地高為h,地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,試求維修衛(wèi)星時航天飛機的線速度的大。

(2)航天飛機返航著陸時,當速度達到某值時從尾部彈出減速傘,能使航天飛機迅速減速,若航天飛機質(zhì)量為m,彈出減速傘后在水平跑道上滑行距離為s,受到的平均阻力為f.求減速傘剛彈出時,航天飛機的速度.

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航天飛機是能往返于地球與太空間的載人飛行器,利用航天飛機既可將人造衛(wèi)星送入預定軌道,也可以到太空去維修出現(xiàn)故障的地球衛(wèi)星。
   (1)航天飛機對圓形軌道上的衛(wèi)星進行維修時,兩者的速度必須基本相同,F(xiàn)已知待維修的衛(wèi)星所在的圓形軌道離地面的高度是h,地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,試求維修衛(wèi)星時航天飛機的速度;
   (2)航天飛機無動力滑翔著陸,當速度達到某值時從尾部彈出減速傘,以使航天飛機迅速減速。若航天飛機質(zhì)量為m,彈出減速傘后在水平跑道上滑行的距離為s,受到的平均阻力為f,求剛從尾部彈出減速傘時航天飛機的速度。

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航天飛機是能往返于地球與太空間的載人飛行器,利用航天飛機既可將人造衛(wèi)星送入預定軌道,也可以到太空去維修出現(xiàn)故障的人造地球衛(wèi)星.

(1)航天飛機對圓形軌道上的衛(wèi)星進行維修時,兩者的速度必須基本相同.現(xiàn)已知待維修的衛(wèi)星所在的圓形軌道離地面的高度是h,地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,試求維修衛(wèi)星時航天飛機的速度.

(2)航天飛機無動力著陸水平滑翔時,當速度達到某值時從尾部彈出減速傘,以使航天飛機迅速減速.若航天飛機質(zhì)量為m,彈出減速傘后它在水平跑道上滑行的距離為s,受到的平均阻力為f,求剛從尾部彈出減速傘時航天飛機的速度.

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如圖所示,航天飛機是能往返于地球與太空間的載人飛行器,利用航天飛機既可將人造衛(wèi)星送入預定軌道,也可以到太空去維修出現(xiàn)故障的人造地球衛(wèi)星。航天飛機自第一次發(fā)射至今的28年里,它為人類對太空的探索作出了巨大的貢獻,由于維修、保養(yǎng)和發(fā)射費用太高即將面臨退役,將被美國的“戰(zhàn)神1”號火箭所替代。

    (1)航天飛機對圓形軌道上的衛(wèi)星進行維修時,兩者的速度必須相同。衛(wèi)星所在的圓形軌道離地面的高度是h,地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g。求航天飛機維修衛(wèi)星時的速度大小。

    (2)航天飛機無動力著陸,水平滑行時,從尾部彈出減速傘,以使航天飛機迅速減速。若航天飛機質(zhì)量為m,彈出減速傘時的速度為,受到的阻力恒為f。求它在水平跑道上無動力滑行的距離和滑行的時間。

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