Question

北京時間2005年10月12日9時整，搭乘兩名航天員費俊龍和聶海勝的中國第二艘載人飛船“神州”六號在甘肅省酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由“長征”二號F運載火箭發(fā)射升空。航空航天是一個集物理、化學(xué)、生物、天文、地學(xué)、工程、氣象等多學(xué)科的綜合性工程，請解答下列兩個物理問題：
（1）地球半徑R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8 m/s²，若使航天飛船在無推動力作用的情況下在離地h=140km的圓軌道上繞地球運行，則飛船的速度應(yīng)為多少？（保留兩位有效數(shù)字）
（2）假如有一空間站與飛船在同一軌道上運動，你是地面控制中心的控制人員，你應(yīng)發(fā)出下列A、B、C三條指令的哪一條，才能讓飛船與空間站對接？
A．讓飛船加速直到追上空間站，完成對接；
B．讓飛船從原軌道減速至一個較低軌道，再加速追上空間站完成對接；
C．讓飛船從原軌道加速至一個較高軌道，再減速追上空間站完成對接。
請你明確選擇的指令再說明選擇的理論根據(jù)。

Answer 1

解：（1）GMm/R²= mg
GMm/(R+h)² = mv²/(R+h)
v=7.8km/s
（2）選B指令
因為：飛船繞地球運行時，由牛頓第二定律可知
GMm/r² = mv²/r，v=
若加速會導(dǎo)致飛船軌道半徑增大，由上式可知飛船在新的軌道上運行速度比空間站小，無法對接；
若飛船先減速，它的軌道半徑減小，但速度增大了，故在低軌道上的飛船可接近或超過空間站，只要飛船在低軌道上運動到合適位置再加速，則其軌道半徑增大，同時速度減小，當(dāng)正好運動到空間站所在位置時停止加速，完成對接。