mgR2 |
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神月公主 幼苗
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(1)设地球质量为M,万有引力恒量为G,卫星距地面高度为h1时速度为v,
对卫星有G
Mm
(R+h1)2=m
v2
R+h1,对地面上物体有mg=G
Mm
R2,
解以上两式得h1=
gR2
v2−R.
(2)卫星在距地面高度h1的轨道做匀速圆周运动有G
Mm
(R+h1)2=m
v2
R+h1,得v2=
GM
(R+h1)
∴此时卫星的动能Ek1=
1
2mv2=
GMm
2(R+h1)=
mgR2
2(R+h1),万有引力势能Ep1=−
mgR2
R+h1,
卫星在距地面高度h1时的总机械能E1=Ek1+Ep1=
mgR2
2(R+h1)−
mgR2
R+h1=−
mgR2
2(R+h1).
同理,卫星在距地面高度(h1+h)时的总机械能E2=−
mgR2
2(R+h1+h).
由功能关系,卫星发动机至少要做功 W=E2-E1=
mgR2h
2(R+h1)(R+h1+h).
答:(1)质量为m的嫦娥一号卫星以速率v在某一圆轨道上绕地球做圆周运动,则此时卫星距地球地面高度h1为
gR2
v2−R.
(2)要使嫦娥一号卫星上升,从离地高度h1再增加h的轨道上做匀速圆周运动,则卫星发动机至少要做功为
mgR2h
2(R+h1)(R+h1+h).
点评:
本题考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.
考点点评: 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力GMmr2=mv2r以及万有引力等于重力这两大理论.
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你能帮帮他们吗
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