(1)由题意,飞船的运行周期约为:T=1.5h=5.4×103s ①
飞船绕地球飞行的过程中,万有引力提供向心力,则:
G
=mMm (R+h)2
(R+h) ②4π2
T2
在地面有:G
=mg ③Mm R2
由②③得:h=
-R ④
3
R2T2g 4π2
代入数据解得:h=3.4×105m
(2)经分析,当飞船达到收尾速度v1=14m/s时,其重力等于阻力,即:
m0g=k
⑤
v
当飞船的速度为:v2=42m/s时,由牛顿第二定律得:
k
?m0g=m0a ⑥
v
联立⑤⑥式得:a=(
-1)g=80m/s2
v
v
(3)当软着陆速度为v3=4.0m/s时,反推力最小,设为F,
由牛顿第二定律得:F-m0g=m0a′⑦
又由运动学公式:
-
v
=2a′s ⑧
v
联立⑦⑧得,F=
+m0g=8×105N
m0(
?
v
)
v
2s
答:
(1)飞船的运行周期是5.4×103s,轨道距离地面的高度是3.4×105m.
(2)当返回舱速度为v2=42m/s时的加速度为80m/s2.
(3)这一过程中反推火箭产生的反推力至少等于8×105N.