某物体在地面上所受重力为G0,将它放在卫星中,在卫星随火箭向上匀加速度升空的过程中,当卫星离地面高为H时支持该物体的支持物对其弹力为N,设地球半径为R,第一宇宙

某物体在地面上所受重力为G0,将它放在卫星中,在卫星随火箭向上匀加速度升空的过程中,当卫星离地面高为H时支持该物体的支持物对其弹力为N,设地球半径为R,第一宇宙

题型:不详难度:来源:
某物体在地面上所受重力为G0,将它放在卫星中,在卫星随火箭向上匀加速度升空的过程中,当卫星离地面高为H时支持该物体的支持物对其弹力为N,设地球半径为R,第一宇宙速度为v,求火箭上升的加速度.
答案
物体在地面上所受重力为G0,因此其质量m=
G0
g0

因为地球的第一宇宙为v=


g0R

所以在地球表面附近的重力加速度g0=
v2
R

所以该物体的质量m=
G0R
v2

当卫星离地面高为H时,根据万有引力等于重力
GMm
(R+H)2
=mg

则该处的重力加速度为:
g=
GM
(R+H)2
=
g0R2
(R+H)2
=
v2R
(R+H)2

根据牛顿第二定律:N-mg=ma
则火箭上升的加速度为:
a=
N-mg
m
=
Nv2
G0R
-
g0R2
(R+H)2
=
Nv2
G0R
-
v2R
(R+H)2

答:火箭上升的加速度为
Nv2
G0R
-
v2R
(R+H)2
举一反三
近一段时间,“嫦娥一号”卫星是国人乃至全世界最关注的事件之一.某同学在新闻报道中收集了一些关于“嫦娥一号”的数据:“嫦娥一号”卫星最终进入的工作轨道是距离月球表面h=200km、周期T1=127min的极月圆轨道,但他没有找到月球半径的数据报道,于是他想利用自己学过的物理知识来算出月球的半径R.他又从学习资料上查到一些数据:月球的质量M=7.4×1022kg,月球绕地球作圆周运动的周期T2=30天、轨道半径r=3.8×105km,万有引力恒量G=6.67×10-11N•m2/kg2
根据以上数据,他写出了求解月球半径的表达式:
T12
(R月+h)3
=
T22
r月3

你认为他的这个表达式正确吗?如果正确,请利用万有引力和圆周运动公式写出推导上述表达式的过程,并求出R的表达式(用字母表示);如果你认为这个表达式是错误的,请利用上述物理量写出正确的月球半径R的表达式(只需用字母表示)及推导过程.
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A.一个质量为0.5kg的小球A以2.0m/s的速度和原来静止在光滑水平面上的质量为1.0kg的另一小球B发生正碰,碰后A以0.2m/s的速度被弹回,碰后两球的总动量为______kg•m/s,B球的速度为______m/s.
22B.若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运动的周期为T,已知万有引力恒量为G,半径为R的球体体积公式V=
4
3
πR3,则“嫦娥二号”的角速度为______,估算月球的密度为______.(用已知字母表示)
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我国第一颗绕月探测卫星--嫦娥一号于2007年10月24日晚发射成功.受运载火箭发射能力的局限,卫星往往不能直接被送入最终轨道,而要在椭圆轨道上先行过度.为了充分利用燃料、有效发挥发动机性能,同时为了方便地面控制,嫦娥一号设计了一次远地点变轨和三次近地点变轨,轨道的示意图如图所示.其中A为近地点.轨道1为16小时轨道,轨道2为24小时轨道,轨道3为48小时轨道.设卫星沿轨道1通过A点的速度和加速度的大小分别为v1和a1,沿轨道2通过A点时的速度和加速度的大小分别为v2和a2.有(  )
A.v1>v2,a1=a2B.v1<v2,a1≠a2
C.v1>v2,a1≠a2D.v1<v2,a1=a2
魔方格
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在不久的将来,我国将发射一颗火星探测器“萤火一号”对火星及其周围的空间环境进行探测,已知火星质量与地球质量之比为p,火星半径与地球半径之比为q,地球表面重力加速度为g,地球半径为R,则“萤火一号”环绕火星做圆周运动的最大速率为(  )
A.


gRp
q
B.


gRq
p
C.


gRpq
D.


gR
pq
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一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能减小为原来的
1
4
,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的(  )
A.向心加速度大小之比为4:1
B.角速度大小之比为2:1
C.周期之比为1:8
D.轨道半径之比为1:2
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