2016年11月17日.新华社太空特约记者.航天员景海鹏在“天宫二号里与地面上的航天员王亚平一起为全国青少年小朋友录制的一堂“太空科普课．课堂内容有“太空养蚕 .“太空种生菜 .失重环境下表演“远程投喂食物等．为了简化问题便于研究.将“天宫二号绕地球的运动视为匀速圆周运动．已知这次太空授课的时间为t.“天宫二号距离地面的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

9．

2016年11月17日，新华社太空特约记者、航天员景海鹏（左二）、陈冬（左一）在“天宫二号”里与地面上的航天员王亚平（右一）一起为全国青少年小朋友录制的一堂“太空科普课”．课堂内容有“太空养蚕”、“太空种生菜”，失重环境下表演“远程投喂食物”等．为了简化问题便于研究，将“天宫二号”绕地球的运动视为匀速圆周运动（示意图如图所示）．已知这次太空授课的时间为t，“天宫二号”距离地面的高度为h，地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G．
（1）求在太空授课的过程中“天宫二号”绕地球运行的角速度大小；
（2）求在这次太空授课的时间t内“天宫二号”运动经过路程；
（3）在太空失重的环境中，可以做很多科学的实验，研究跟地面环境不一样的情况．请你设计一个科学实验，并简述实验目的和方案．

分析（1）万有引力提供向心力，求得速度，
（2）根据s=vt在这次太空授课的时间t内“天宫二号”运动经过路程；
（3）根据牛顿第二定律设计实验方案

解答解：（1）万有引力提供向心力，有
$G\frac{Mm}{（R+h）_{\;}^{2}}=m{ω}_{\;}^{2}（R+h）$
解得：$ω=\sqrt{\frac{GM}{（R+h）_{\;}^{3}}}$
（2）“天宫二号”绕地球运行的线速度v
$v=ωr=ω（R+h）=\sqrt{\frac{GM}{R+h}}$
“天宫二号”在时间t内经过的路程s
$s=vt=t\sqrt{\frac{GM}{R+h}}$
（3）实验：测物体的质量，实验方案，利用力传感器测出物体受到的合外力F，由加速度传感器测出物体运动的加速度a，根据牛顿第二定律可得：$m=\frac{F}{a}$
答：（1）在太空授课的过程中“天宫二号”绕地球运行的角速度大小$\sqrt{\frac{GM}{（R+h）_{\;}^{3}}}$；
（2）在这次太空授课的时间t内“天宫二号”运动经过路程$t\sqrt{\frac{GM}{R+h}}$；
（3）在太空失重的环境中，可以做很多科学的实验，研究跟地面环境不一样的情况．请你设计一个科学实验，并简述实验目的和方案
实验：测物体的质量，实验方案，利用力传感器测出物体受到的合外力F，由加速度传感器测出物体运动的加速度a，根据牛顿第二定律可得：$m=\frac{F}{a}$

点评解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，分别求出速度，角速度表达式并能灵活运用．

练习册系列答案

相关题目

19．

如图，在等量异号两点电荷连线的中垂线上A、B两点，A点的电场E_A，电势φ_A，B点的电场E_B，电势φ_B．对E_A、E_B；φ_A、φ_B比较，有（　　）

20．

电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机两端的电压分别为U₁和U₂；经过时间t，电流通过电阻R做功W₁，产生的电热为Q₁；电流通过电动机M做功W₂，产生的电热为Q₂，则有（　　）

U₁＜U₂，Q₁=Q₂

W₁=W₂，Q₁=Q₂

W₁=W₂，Q₁＞Q₂

W₁＜W₂，Q₁＜Q₂

17．真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F．若保持这两个点电荷之间的距离不变，将它们的电荷量都变成原来的3倍，则改变电荷量后这两个点电荷之间静电力的大小为（　　）

4．一物体沿直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图所示．由图象可知（　　）

	A．	物体做初速度为零的匀加速直线运动
	B．	在0～5s内物体运动的加速度大小为6 m/s²
	C．	在0～5s内物体运动的加速度大小为4m/s²
	D．	在0～5s内物体运动的位移大小为100m

14．下列说法中正确的是（　　）

	A．	电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度不一定为零
	B．	一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零
	C．	把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
	D．	把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱

1．

直流电动机M接在如图所示的电路中，理想电压表的示数是22V，理想电流表的示数是1.0A，限流电阻R=5.0Ω，则可知（　　）

	A．	电动机的机械功率是22 W		B．	电阻R消耗的电功率是5 W
	C．	电动机线圈的电阻是22Ω		D．	电动机产生的电热功率是22 W

18．

在如图所示的电路中，电阻R=2.0Ω，电源的电动势E=3.0V，内电阻r=1.0Ω．闭合开关S后，流过电阻R的电流为（　　）

14．

如图所示，理想变压器原副线圈的匝数之比为10：1，原线圈两端接有一正弦式交变电流，理想电压表

的示数为220V，负载电阻R的阻值为44Ω，下列判断正确的是（　　）

	A．	原线圈两端电压的峰值为220V		B．	原线圈中通过的电流为5A
	C．	副线圈中通过的电流为0.5A		D．	负载电阻R消耗的电功率为11W

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