“2003年10月15日9时,在我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,把中国第一位航天员杨利伟送入太空.飞船绕地球飞行14圈后,于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场.”

问题描述:

“2003年10月15日9时,在我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,把中国第一位航天员杨利伟送入太空.飞船绕地球飞行14圈后,于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场.”根据以上消息,近似地把飞船从发射到降落到全部运动看做绕地球的匀速圆周运动,试估算神舟五号绕地球飞行时距地面的高度(已知地球的质量M=6.0×1024kg,地球的半径R=6.4×103km)

由题意知飞船绕地球飞行14圈用时间为21h23min,所以飞船的周期
T=

t
N
21×3600+23×60
14
s=5498.5s
飞船飞行时万有引力提供圆周运动向心力有:
G
mM
(R+h)2
=m(R+h)
4π2
T2

可得卫星距地面的高度
h=
3
GMT2
4π2
−R
=
3
6.67×10−11×6.0×1024×(5498.5)2
4×(3.14)2
−6
.4×103×103m≈3×105m
答:神舟五号绕地球飞行时距地面的高度大约为3×105m.