题目内容
（2005?济南二模）2003年10月15日，我国成功发射了第一艘载人宇宙飞船“神舟五号”．火箭全长58.3m，起飞重量479.8t，火箭点火升空，飞船进入预定轨道．“神舟五号”环绕地球飞行14圈约用时间21h．飞船点火竖直升空的过程中，仪器显示他对座舱的最大压力等于他体重的5倍．飞船进入轨道后，杨利伟还多次在舱内漂浮起来．假设飞船运行的轨道是圆形轨道．（地球半径R取6.4×103km，地面重力加速度g取10m/s2，计算结果取两位有效数字，290～305的立方根均取6.7）
（1）在这一过程中，杨利伟有时“对座舱的最大压力等于他体重的5倍”，有时又会在舱内“漂浮起来”．试说明这属于什么物理现象．
（2）估算飞船运行轨道距离地面的高度．
（1）在这一过程中，杨利伟有时“对座舱的最大压力等于他体重的5倍”，有时又会在舱内“漂浮起来”．试说明这属于什么物理现象．
（2）估算飞船运行轨道距离地面的高度．
分析：（1）当物体对支撑物压力大于重力时处于超重状态，小于重力是处于失重状态，压力为零时处于完全失重状态；
（2）研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出周期，再根据已知量周期找出未知量轨道半径．
（2）研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出周期，再根据已知量周期找出未知量轨道半径．
解答：解：（1）前者为超重现象，后者为失重现象
（2）飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：
G
=m
(R+h)
在地球表面，万有引力与重力近似相等，得G
=mg；
又T=1.5h=5.4×103s；
解得h=3.1×102 km．
答：（1）杨利伟“对座舱的最大压力等于他体重的5倍”时处于超重状态，在舱内“漂浮起来”时处于失重状态．
（2）飞船运行轨道距离地面的高度3.1×102 km．
（2）飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：
G
| Mm |
| R2 |
| 4π2 |
| T2 |
在地球表面，万有引力与重力近似相等，得G
| Mm |
| R2 |
又T=1.5h=5.4×103s；
解得h=3.1×102 km．
答：（1）杨利伟“对座舱的最大压力等于他体重的5倍”时处于超重状态，在舱内“漂浮起来”时处于失重状态．
（2）飞船运行轨道距离地面的高度3.1×102 km．
点评：注意此类题目解题关键是抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论．
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