2012年6月16日,“神舟九号”飞船与“天宫一号”成功对接,在发射“神舟九号”时,首先将它发射到近地圆
2012年6月16日,“神舟九号”飞船与“天宫一号”成功对接,在发射“神舟九号”时,首先将它发射到近地圆轨道(半径近似为地球半径)上,再经过多次变轨后,与“天宫一号”成功...
2012年6月16日,“神舟九号”飞船与“天宫一号”成功对接,在发射“神舟九号”时,首先将它发射到近地圆轨道(半径近似为地球半径)上,再经过多次变轨后,与“天宫一号”成功对接.之后,整体保持在距离地面高度为h的圆形轨道上绕地球运行.已知地球半径为R,地面附近的重力加速应为g,不考虑地球自转的影响.(1)推导地球的第一宇宙速度v的表达式;(2)“神舟九号”飞船在近地圆轨道运行的速度与对接后整体的运行速度之比;(3)检测两者对接情况的地球同步卫星的运行周期为T,试推导同步卫星距地面高度H的表达式.
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(1)设地球的第一宇宙速度为v,根据万有引力提供向心力得:
G
=m
在地面附近有:mg=G
解得:v=
(2)设飞船在近地圆轨道运行的速度为v1,由题意可知:v1=v=
对接后,整体的运行速度为v2,根据万有引力定律和牛顿第二定律有:
G
=m′
解得:v2=
所以有:
=
(3)根据万有引力提供向心力:G
=m′
(R+H)
又地面附近有:mg=G
G
Mm |
R2 |
v2 |
R |
在地面附近有:mg=G
Mm |
R2 |
解得:v=
gR |
(2)设飞船在近地圆轨道运行的速度为v1,由题意可知:v1=v=
gR |
对接后,整体的运行速度为v2,根据万有引力定律和牛顿第二定律有:
G
Mm′ |
(R+h)2 |
v22 |
R+h |
解得:v2=
|
所以有:
v1 |
v2 |
|
(3)根据万有引力提供向心力:G
Mm′ |
(R+H)2 |
4π2 |
T2 |
又地面附近有:mg=G
Mm |
R2
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