Question

18．2012年6月18日搭載著3位航天員的神舟九號飛船與在軌運行的天宮一號牽手，掀開了我國航天事業(yè)的新篇章，同軌的神舟九號向前追趕天宮一號飛船的過程分為遠距離導引段、自主控制段、對接段，在遠距離導引階段神舟九號應(yīng)向后（選填“前”或“后”）噴氣，形成組合體后繞地球做勻速圓周運動的速度小于（選填“大于”或“小于”）第一宇宙速度，組合體的繞行周期應(yīng)比對接前神州九號的周期大（選填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 航天器繞地球做運動時，當萬有引力不夠提供向心力，做離心運動，當萬有引力大于向心力時，做近心運動．第一宇宙速度是做圓周運動最大的環(huán)繞速度．根據(jù)萬有引力提供向心力得出線速度與軌道半徑的關(guān)系，從而比較速度的大�。�根據(jù)軌道半徑比較周期的大小．

解答 解：在遠距離導引階段，“神舟九號”欲追上“天宮一號”，必須在低軌道上加速，使萬有引力不夠提供向心力，做離心運動，離開原軌道．故在遠距離導引階段，神舟九號向后噴氣加速．
根據(jù)$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}=mr\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$得，v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$，T=$\sqrt{\frac{4{π}^{2}{r}^{3}}{GM}}$，軌道半徑越大，線速度越小，可知形成組合體后繞地球做圓周運動的速度小于第一宇宙速度．
由于軌道半徑變大，則周期變大，組合體的繞行周期比對接前神州九號的周期大．
故答案為：后，小于，大．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握航天器的變軌原理，以及掌握萬有引力提供向心力這一理論，并能靈活運用．