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16.据媒体报道,中国载人航天工程新闻发言人2012年2月17日宣布,神舟九号飞船将于2012年6月至8月择机发射,与“天官一号”目标飞行器展开手控交会对接,飞行乘组将由3名航天员组成.天宫一号目标飞行器,是我国自主研制的全新的载人飞行器,计划在轨道上的工作运行时间为2年,它可以与载人飞船进行多次对接.已知“天宫一号”飞行器质量为m,运行高度为h,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g.求:
(1)天宫一号受到地球的万有引力大小;
(2)天宫一号的运行周期.

分析 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据万有引力等于向心力,结合黄金代换进行求解.

解答 解:(1)由万有引力定律可知,地球对“天宫一号”的引力为:
引=G$\frac{Mm}{(R+h)^{2}}$,又G$\frac{Mm′}{{R}^{2}}$=m′g,
联立解得:F引=($\frac{R}{R+h}$)2mg,
(2)运行时因向心力由万有引力提供,有F引=m($\frac{2π}{T}$)2(R+h),
解得周期:T=$\frac{2π(R+h)}{R}$$\sqrt{\frac{R+h}{g}}$;
答:(1)“天宫一号”受到地球的万有引力大小为($\frac{R}{R+h}$)2mg;
(2)“天宫一号”的运行周期为$\frac{2π(R+h)}{R}$$\sqrt{\frac{R+h}{g}}$.

点评 本题关键是根据万有引力等于向心力和万有引力等于重力列出等式,求出向心力和周期.

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