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为了迎接太空时代的到来,美国国会通过一项计划:在2050年前建造成太空升降机。就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,人坐在升降机里,在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上。已知地球表面的重力加速度g=10 m/s2,地球半径R=6 400 km。求:

(1)某人在地球表面用弹簧测力计称得重800 N,站在升降机中,当升降机以加速度a=g(g为地球表面处的重力加速度)垂直地面上升,这时此人再一次用同一弹簧测力计称得重为850 N,忽略地球公转的影响,求升降机此时距地面的高度。

(2)如果把绳的一端搁置在同步卫星上,绳的长度至少为多长?

答案

(1)由题意可知人的质量m=80 kg

对人:850 N-mg′=mg 得g′=和g=  得g′=(2 g

即h=3R=1.92×107 m

(2)为同步卫星的高度,据G=m(R+h)·(2,T为地球自转周期,及GM=gR2

得h=3.6×107 m

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