题目内容

取距地球无穷远处物体的重力势能为零,则地球周围物体的重力势能的表达式为:,其中G为万有引力常量,M为地球的质量,m为物体的质量,r为物体到地心的距离,地球半径R=6400 km,地球表面重力加速度g取10 m/s2.试计算:

(1)质量为1×103 kg的卫星绕地表飞行,其总机械能为多大?

(2)再补充多少能量可使它脱离地球的引力?

答案:
解析:

  (1)卫星做匀速圆周运动,由万有引力和牛顿第二定律得,(2分)

  其动能为(2分)

  其机械能为E=EkEp+()=(4分)

  卫星绕地表运行时,r=R,且GM=gR2,(2分)

  所以E==-6.4×106×10×103=-3.2×1010 J  (4分)

  (2)要使绕地球运动的卫星挣脱地球的引力,需添加的能量是:

  ⊿E=0-E=3.2×1010 J  (4分)


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