(12分)国际空间站是迄今最大的太空合作项目,可供宇航员在其上居住和科学实验,它在离地面高度为h的轨道上绕地球作匀速圆周运动.如果规定物体在离地球无穷远处势能为0,则质量为m的物体离地心距离为r时,具有的万有引力势能可表示为
,G是万有引力常量,M为地球质量,地球半径为R.求:
(1)空间站绕地球运行的速度多大?
(2)如果在地面上直接发射一艘质量为m的宇宙飞船,使其恰好直接与空间站对接,则该宇宙飞船刚离开地面时必须具有多大的动能?(不考虑地球的自转)
(12分)国际空间站是迄今最大的太空合作项目,可供宇航员在其上居住和科学实验,它在离地面高度为h的轨道上绕地球作匀速圆周运动.如果规定物体在离地球无穷远处势能为0,则质量为m的物体离地心距离为r时,具有的万有引力势能可表示为
,G是万有引力常量,M为地球质量,地球半径为R.求:
(1)空间站绕地球运行的速度多大?
(2)如果在地面上直接发射一艘质量为m的宇宙飞船,使其恰好直接与空间站对接,则该宇宙飞船刚离开地面时必须具有多大的动能?(不考虑地球的自转)
解析:
(1)由 (2分)
得:空间站运行的速度 ( 2分)
(2)宇宙飞船在空间站上动能为 ( 2分)
飞船在空间站上的引力势能为 ( 1分 )
(或直接写:机械能为得3分。不与上面两步重复得分)
飞船在地面的引力势能为 ( 1分 )
设离开地面时宇宙飞船的动能为,飞船在运动过程中机械能守恒
( 2分 )(类似的机械能守恒的表达式都给分)
则=
-
=
( 2分.不化简也给分)