题目内容

在某航天飞机的水平地板上放置一个物体,飞机静止时对地板的压力25N,当飞机已恒定的加速度3m/S2 匀加速上升,经过一段时间后的某时刻,物体对地板的压力为23.5N,求飞机此时的高度h.(地球半径6400km,地表重力加速度取10m/s2,不考虑地球自转的影响.)
分析:物体放在航天飞机上,对物体进行受力分析,运用牛顿第二定律求出在航天飞机中物体的重力;对静止在地球表面的物体进行受力分析,得出物体在地球表面的重力加速度与地球半径的关系,得到此高度的重力加速度.由于不考虑地球自转的影响,根据万有引力等于重力求出此时航天飞机距地面的高度.
解答:解:以飞机静止时的物体为研究对象,物体受重力和地板对其弹力,由平衡条件求出质量为m=
G
g
=2.5Kg.
设此时火箭上升到离地球表面的高度为h,火箭上物体受到的支持力为23.5N,物体受到的重力为mg1,据牛顿第二定律:N-mg1=ma 
解得:g1=
N
m
-a
=
23.5N
2.5Kg
-3m/s2=6.4m/s2…①
在h高处:mg1=
GMm
(R+h)2
…②
在地球表面:mg=
GMm
R2
…③
联立①②③解之得:h=1600Km
答:飞机此时的高度为1600km.
点评:本题是万有引力定律与牛顿第二定律的综合,关键要抓住重力与万有引力近似相等的关系进行分析.
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