高中物理人造卫星综合题

(8分)我国“神舟”号飞船由运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上．近地点A距地面高度为h₁，实施变轨后，进入预定圆轨道，如图所示．在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，之后返回．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求：
(1)飞船在近地点A的加速度为多大?
(2)远地点B距地面的高度为多少?

（1）这个发射中心应建在何处（供选地点：两极、赤道、纬度45°处）？
（2）运载火箭应最终朝什么方向发送（供选方向：东、西、南、北）？简述选择理由．
（3）今要在该中心发射一颗质量为m的同步卫星，已知万有引力常量为G、地球的半径为R、地球的质量为M．若要求出同步卫星离地面的高度，除了以上已知量外还要根据常识知道地球的什么物理量，并用这些量求出该高度．

我国预计在2007年4月份发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”。 设“嫦娥1号” 卫星环绕月球做圆周运动，并在此圆轨道上绕行n圈，飞行时间为t。已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g。导出飞船在上述圆轨道上运行时离月球表面高度h的公式（用t、n、R、g表示）

2003年10月15日，我国神舟五号载人飞船成功发射。标志着我国的航天事业发展到了很高的水平。飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道。已知地球半径为R，地面处的重力加速度为g.求：
（1）飞船在上述圆轨道上运行的速度v；
（2）飞船在上述圆轨道上运行的周期T.

（1）求人造卫星绕地球转动的角速度。
（2）若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物上方需要的时间。

我国发射的"嫦娥一号"探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行。为了获得月球表面全貌的信息，让卫星轨道平面缓慢变化。卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球。设地球和月球的质量分别为，地球和月球的半径分别为，月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为，月球绕地球转动的周期为。假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面，求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间。（用表示，忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影）。

“勇气”号离火星地面12m时与降落伞自动脱离，被众气囊包裹的“勇气”号下落到地面后又弹跳到15m高处，这样上下碰撞了若干次后，才静止在火星表面上．假设“勇气”号下落及反弹运动均沿竖直方向．已知火星的半径为地球半径的二分之一，质量为地球的九分之一（取地球表面的重力加速度为10m/s²，计算结果可保留根式）．
（1）根据上述数据，火星表面的重力加速度是多少？
（2）若被众气囊包裹的“勇气”号第一次碰火星地面时，其机械能损失为其12m高处与降落伞脱离时的机械能的20﹪，不计空气的阻力，求“勇气”号与降落伞脱离时的速度

侦察卫星在通过地球两极上空的圆形轨道上运行，它的运行轨道距离地面的高度为h，要使卫星在一天时间内将地面上赤道各处的情况全部拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星的摄像机至少能拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少？设地球的半径为R，地面处的重力加速度为g,地球自转周期为T．

开普勒从1609年～1619年发表了著名的开普勒行星运动三定律．第一定律：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳在这个椭圆的一个焦点上；第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等；第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值相等．实践证明，开普勒三定律也适用于人造地球卫星的运动．如果人造地球卫星沿半径为r的圆轨道绕地球运动，当开启制动发动机后，卫星转移到与地球相切的椭圆形轨道，如图所示．问在这之后，卫星多长时间着陆？空气阻力不计，地球半径为R，地球表面重力加速度为g．

已知地球质量是月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，在地球上发射近地卫星的环绕速度为7．9km/s．那么在月球上发射一艘靠近月球表面运行的宇宙飞船，它的环绕速度为多大？

“神舟”七号飞船返回舱降到距地面约10km时，回收着陆系统启动工作，设经过一段时间后，在临近地面时降落伞使返回舱以7.0m/s的速度匀速竖直下降。在距地面约1.0m时，返回舱的4个相同的反推火箭发动机同时点火工作，使返回舱以不大于3m/s的速度接触地面，实现软着陆。若返回舱的质量约为2.7t ,求4个反推火箭发动机产生的总推力至少是多大？

两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，b卫星离地面高度为3R，则
（1）a、b两卫星周期之比T_a∶T_b是多少?
（2）若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a至少经过多少个周期两卫星相距最远?

2006年7月25日中央新闻联播报道，我国第一个月球探测卫星——“嫦娥一号”已装配完工，预计将于明年４月在西昌卫星发射中心发射.“嫦娥一号”将在距离月球为h高处绕月球做匀速圆周运动，已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g₀，则“嫦娥一号”环绕月球表面的周期为多少？（用题中字母表示）

１９７５年１１月２６日，我国首次发射成功返回式遥感卫星，在太空正常运行３天，取得了珍贵的对地遥感资料后，按预定计划返回地面，成为世界上继美国、前苏联之后第三个掌握卫星返回技术和空间遥感技术的国家.若此遥感探测卫星在距地球表面高度为h处绕地球转动，地球质量为M，地球半径为R，探测卫星质量为m，万有引力常量为G,试求：
（1）遥感卫星的线速度；
（2）遥感卫星的运转周期.