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2.为了迎接太空时代的到来,美国国会通过了一项计划,在2050年前建造太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,人坐在升降机里,在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上.已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球半径R=6400km.某人在地球表面用弹簧测力计称得重800N,站在升降机中,当升降机以加速度a=g(g为地球表面处的重力加速度)垂直地面上升,这时此人再一次用同一弹簧测力计称得视重为850N,忽略地球公转的影响,求升降机此时距地面的高度.分析 根据牛顿第二定律求出当时的重力加速度,根据万有引力等于重力,得出轨道半径,从而得出高度.
解答 解:因地球表面的重力加速度为g,则mg=800N…①
设升降机所在处的重力加速度为g′,
由牛顿第二定律得:
F-mg′=ma即F=m(g′+a)=850N…②
且a=g…③
由①②③得g′=$\frac{5}{8}$m/s2;
由万有引力等于物体所在处的重力,得$\frac{GMm}{{R}^{2}}=mg$…④
$\frac{GMm}{(R+h)^{2}}=mg′$…⑤
由④⑤解得:h=3R=1.92×107m
答:升降机此时距地面的高度1.92×107m.
点评 卫星所受的万有引力等于向心力、万有引力等于重力是卫星类问题必须要考虑的问题,本题根据这两个关系即可列式求解.
练习册系列答案
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