题目内容
(18分)
(1)设“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t,若地球表面的重力加速度为g(g=10m/s2),地球半径为R,求:飞船的圆轨道离地面的高度H;
(2)在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速是v=108km/h。汽车在这种路水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,其弯道的最小半径R是多少?如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥,要使汽车能够安全通过圆弧拱桥,这个圆弧拱桥的半径r至少是多少?(g=10m/s2)
(1)H=(gR2t2/4π2n2)1/3-R
(2)r=90m
解析:
(1)根据牛顿第二定律有:GMm/(R+H)2=m(R+H)(2π/T)2 3分
T=t/n 1分 又g=GM/R2 3分
联立解得:H=(gR2t2/4π2n2)1/3-R 2分
(2)设车辆的质量为m,在湾道时静摩擦力提供向心力。
f=mv2/R f=μmg 3分 v=108Km/h=30m/s 1分
解得:R=150m 1分
车辆即将离开路面时对应最小半径r,根据牛顿第二定律有;
mg=mv2/r 3分
解得:r=90m 1分
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