2005年10月12日，我國神舟六號載人飛船成功發(fā)射，這標志著我國的航天事業(yè)發(fā)展到了很高的水平，為了使飛船順利升空，飛船需要一個加速過程，在加速過程中，宇航員處于超重狀態(tài)．人們把這種狀態(tài)下宇航員對座椅的壓力與靜止在地球表面時所受重力的比值，稱為耐受力值，用k表示．在選拔宇航員時，要求他的狀態(tài)的耐受力值為4≤k≤12．宇航員費俊龍的k值為10，神舟六號發(fā)射后經(jīng)變軌以7.8×103m/s的速度沿圓形軌道環(huán)繞地球運行．已知地球半徑R=6.4×103km，地球表面重力加速g=10m/s2．求：
（1）當飛船沿豎直方向加速升空時，費俊龍承受了巨大的壓力，在他能夠承受的最大壓力的情況下，飛船的加速是多大？
（2）飛船在上述圓形軌道的上運行時距地面的高度h．
分析：1、根據(jù)題意可知，座椅對費俊龍的壓力N=kmg=10mg．由牛頓第二定律N-mg=ma．求出a=9g．
2、由萬有引力定律和牛頓第二定律，有G
Mm 
r2
=m
v2
r
，又在地面附近有mg=G
Mm
R2
，所以r=
R2g
v2
，代入數(shù)值，可解得r．所以H=r-R，代入數(shù)據(jù)即可解得飛船距地面的高度．
解答：解：（1）宇航員費俊龍的k值為10，
根據(jù)題意，他對座椅的最大壓力為N=kmg=10mg 
根據(jù)牛頓第二定律N-mg=ma
所以a=
N-mg
m
=
10mg-mg
m
=9g=9×10m/s2=90m/s2
（2）根據(jù)萬有引力提供向心力G
Mm 
r2
=m
v2
r

得v2=
GM
r

在地球表面重力等于萬有引力mg=G
Mm
R2

得GM=R2g
所以v2=
R2g
r

即r=
R2g
v2
 
又r=R+h
所以h=r-R=
R2g
v2
-R=
(6.4×106)2×10
(7.8×103)2
-6.4×106=3.32×105m． 
答：（1）當飛船沿豎直方向加速升空時，費俊龍承受了巨大的壓力，在他能夠承受的最大壓力的情況下，飛船的加速是90m/s2．
（2）飛船在上述圓形軌道的上運行時距地面的高度h為3.32×105m．
點評：解決本題的關鍵是要掌握天體運動的兩個關系：1、做圓周運動的天體所需要的向心力由中心天體對環(huán)繞天體的萬有引力提供；2、忽略星球的自轉，星球表面物體受到的重力等于該星球對它的萬有引力．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

2005年10月12日，我國再將成功發(fā)射載人飛船--“神舟”六號，并首次進行多人多天太空飛行試驗，這標志著我國的航天事業(yè)有了更高的發(fā)展．“神舟”六號以大小為v的速度沿近似的圓形軌道環(huán)繞地球運行．已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g．
（1）飛船在上述圓形軌道上運行時距地面的高度h為多大？加速度是多大？
（2）飛船在圓形軌道上運行的周期為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

2005年我國成功地發(fā)射了我國歷史上的第二艘載人宇宙飛船--神舟六號．飛船于2005年10月12日9時0分在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射場用長征2號F運載火箭發(fā)射成功，飛船返回艙于2005年10月17日4時33分成功著陸．飛船共飛行115小時32分鐘，繞地球飛行77圈，行程約325萬公里．下列論述正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

2005年10月12日，中國再次成功發(fā)射載人飛船神舟六號，并首次進行多人多天太空飛行試驗．國內(nèi)外媒體對此進行了多方位的報道，其中有這樣兩則報道：“孫悟空一個筋斗十萬八千里，費俊龍在3分鐘里翻了4個筋斗，一個筋斗351公里”、“神舟六號發(fā)射115個小時又32分鐘，在太空預定軌道繞地球飛行了七十七圈．”請根據(jù)上述報道估算神舟六號的軌道半徑約為
6.7×103
6.7×103
 km（保留兩位有效數(shù)字．假設神舟六號軌道為圓形軌道，地球半徑為6400km，g=9.8m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

“神舟六號”載人飛船于2005年10月12日上午9點整在酒泉航天發(fā)射場發(fā)射升空．由長征運載火箭將飛船送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道上，A點距地面的高度為h1，飛船飛行五周后進行變軌，進入預定圓軌道，如圖所示．在預定圓軌道上飛行n圈所用時間為t，于10月17日凌晨在內(nèi)蒙古草原成功返回．已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R．求：
（1）遠地點B距地面的高度h2．
（2）沿著橢圓軌道從A到B的最短時間．（用h1、h2、R、g表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?肇慶二模）（A）我國于2005年10月12日上午9時整發(fā)射“神舟六號”宇宙飛船，發(fā)射后，經(jīng)583s，船箭分離，飛船入軌．為了使飛船順利升空，飛船需要有一個加速過程，在加速過程中，宇航員處于超重的狀態(tài)．人們把這種狀態(tài)下宇航員對座椅的壓力與靜止在地球表面時所受重力的比值，稱為耐受力值，用k表示．在選拔宇航員時，要求他在此狀態(tài)的耐受力值為4≤k≤12．我國宇航員費俊龍的k值為10．神舟六號變軌后以7.8×103m/s的速度沿圓形軌道環(huán)繞地球運行．已知地球半徑R=6400km，地面重力加速度g=10m/s2．求：
（1）飛船開始沿豎直方向加速升空時，費俊龍的耐受力值k=4．此時飛船的加速度a；
（2）求飛船在上述圓形軌道上運行時距地面的高度h．

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