從地球表面向火星發(fā)射火星探測器。設(shè)地球和火星都在同一平面上繞太陽做勻速圓周運動;鹦擒壍腊霃為地球軌道半徑的1.5倍。簡單而又比較節(jié)省能量的發(fā)射過程可分為兩步進(jìn)行:第一步,在地球表面用火箭對探測器進(jìn)行加速,使之獲得足夠的動能,成為一個繞地球運行的人造衛(wèi)星;第二步,在適當(dāng)時刻點燃與探測器連在一起的火箭發(fā)動機。在短時間內(nèi)對探測器沿原方向加速,使其速度數(shù)值增加到適當(dāng)值,使探測器沿半個橢圓軌道(該橢圓長軸兩端分別與地球公轉(zhuǎn)軌道及火星公轉(zhuǎn)軌道相切)射到火星上。如圖(a)所示。已知地球半徑,重力加速度g=10m/s2。
(1)為使探測器成為繞地球運行的人造衛(wèi)星,探測器在地面附近至少要獲得多大的速度(不考慮地球自轉(zhuǎn))。
(2)求火星探測器的飛行時間為多少天(已知,1年為365天)。
(3)當(dāng)探測器繞地球運行穩(wěn)定后,在某年 3月 1 日零時測得探測器與火星之間的角度為 60°,如圖(b)所示。求應(yīng)在何年何月何日點燃探測器上的火箭發(fā)動機方能使探測器恰好落在火星表面(時間計算僅需精確到天,已知,1年為365天)。
科目:高中物理 來源: 題型: