题目内容

【题目】神舟五号载入飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高度h=342km的圆形轨道。已知地球半径R=6.37×103km,地面处的重力加速度g=10m/s2。试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式(用h、R、g表示),然后计算周期T的数值(保留两位有效数字)。

【答案】

【解析】试题分析:在地球表面,重力和万有引力相等,神舟五号飞船轨道上,万有引力提供飞船做圆周运动的向心力.

解析:设地球质量为M,飞船质量为m,速度为v,地球的半径为R,神舟五号飞船圆轨道的半径为r,飞船轨道距地面的高度为h,则据题意有:

r=R+h

因为在地面重力和万有引力相等,则有

g=即:GM=gR2

飞船在轨道上飞行时,万有引力提供向心力有:

得:T==

代入h=342km=3.42×105m,R=6.37×106m,g=10m/s2可得

T=5.4×103s

答:飞船在圆轨道上运行的周期公式为T=,飞船在圆轨道上运行的周期为T=5.4×103s.

练习册系列答案
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【题目】某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示. 倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球. 手动敲击弹性金属片M,M 与触头瞬间分开, 第1 个小球开始下落,M 迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球. 当第1 个小球撞击M 时,M 与触头分开,第2 个小球开始下落……. 这样,就可测出多个小球下落的总时间.

(1)在实验中,下列做法正确的有___________.

A.电路中的电源只能选用交流电源

B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方

C.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度

D.手动敲击M的同时按下秒表开始计时

(2)实验测得小球下落的高度H=1.980 m,10个小球下落的总时间T=6.5 s. 可求出重力加速度g=____m/s2. (结果保留两位有效数字)

(3)在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法:

①________________________________________;

②________________________________________.

(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间Δt磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差Δt,这导致实验误差.为此,他分别取高度H1和H2,测量n个小球下落的总时间T1和T2,用此法__________(选填“能”或“不能”)消除Δt对本实验的影响.请利用本小题提供的物理量求得重力加速度的表达式:g=_______________________.

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