Question

【题目】我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”空间实验室成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球质量为M、组合体质量为m、地球的半径为R、地球表面处重力加速度为g，且不考虑地球自转的影响

(1)求地球对该组合体万有引力F的大小；

(2)求该组合体运行的线速度v的大小；

(3)在太空失重的环境中，可以做很多有趣的实验，你认为在“天宫二号”空间实验室中可进行哪些物理小实验？请写出1个实验。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）略（只要合理即可）

【解析】（1）在地球表面附近，某物体m所受重力和万有引力近似相等，

则有： ， 推导得：GM=gR2

设该组合体的质量为m1，绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，

组合体做匀速圆周运动的半径为r=R + h，地球对该组合体的万有引力的大小

F万=

（2）根据牛顿第二定律，

F万= ，

解得：

（3）可以用力的传感器测出物体受到的拉力，通过刻度尺量出弹簧的伸长量，探究弹簧弹力与伸长量之间的关系等