题目内容

(2004?淮安二模)“神舟”五号宇宙飞船成功发射,表明了我国的航天和空间科技已经进入世界先进行列.它的部分数据如下:总长L=9.2m,总质量m=7790kg,围绕地球做匀速圆周运动(近似看作)的周期T=90min.若已知地球半径R=6400km,万有引力恒量G=6.67×10-11N?m2/kg2,地面重力加速度g=9.8m/s2
请你根据以上的已知量,用所学过的物理知识,推导出与飞船或地球有关的其他物理量的表达式(至少两个).
分析:根据地球表面的物体受到的重力等于万有引力G
Mm
R2
=mg
,可得地球的质量M;根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=m(
T
)
2
r
,可得飞船的轨道半径r;因为R+h=r,所以h=r-R,代入数据可得飞船离地面的高度h;根据公式v=
2πr
T
,代入数据可得飞船运动的线速度大小v.
解答:解:1、根据地球表面的物体受到的重力等于万有引力
G
Mm
R2
=mg

得地球的质量为:M=
gR2
G

2、根据万有引力提供向心力
G
Mm
r2
=m(
T
)
2
r

飞船的轨道半径为:r=
3
GMT2
4π2
=
3
R2gT2
4π2

3、因为R+h=r
所以飞船离地面的高度为:h=r-R=
3
R2gT2
4π2
-R
4、根据公式v=
2πr
T

得飞船运动的线速度大小为:v=
3
R2gT2
4π2
T
=
3
2πR2g
T

答:飞船或地球有关的其他物理量的表达式有:
地球的质量为:M=
gR2
G
;飞船的轨道半径为:r=
3
R2gT2
4π2
;飞船离地面的高度为:h=
3
R2gT2
4π2
-R;飞船运动的线速度大小为:v=
3
2πR2g
T
点评:解决本题的关键掌握万有引力提供向心力G
Mm
r2
=m(
T
)
2
r
和万有引力等于重力G
Mm
R2
=mg
这两大理论,并能熟练运用.
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