神舟七号载人飞船在地球上空的圆轨道上运行时离地面的高度h,已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g

2025-04-29 05:42:50
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回答1:

(1)用M表示地球的质量,m表示飞船的质量,根据万有引力提供向心力有:G

Mm
(R+h)2
=m
v2
R+h

在地球表面的物体受到的重力等于万有引力为:m0g=G
Mm0
R2

解得飞船在圆轨道上运行时速度为:v=
GM
R+h
gR2
R+h

飞船运行的周期为:T=
2π(R+h)
v

解得:T=
2π(R+h)
R
R+h
g

(2)第一宇宙速度满足:m
v12
R
=mg

因此第一宇宙速度为:v1
gR

(3)不考虑地球自转,重力等于万有引力
在高度为H处有:mg′=G
Mm
(R+H)2

在地球表面有:mg=G
Mm
R2

对飞船中质量为m物体,根据合力提供向心力有:F-mg′=ma
解以上三式得:H=
mgR2
F?ma
?R

答:(1)飞船在该圆轨道上运行时,速度v的大小为
gR2
R+h
,周期T为
2π(R+h)
R
R+h
g

(2)地球的第一宇宙速度v1
gR

(3)此时飞船离地球表面的高度H为
mgR2
F?ma
?R