分析 (1)當(dāng)角速度最大時(shí)所對應(yīng)的半徑最小,應(yīng)用向心力公式求出太空艙的半徑.
(2)萬有引力提供向心力,由牛頓第二定律求出航天器的周期.
(3)應(yīng)用向心加速度公式求出加速度,航天器繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力提供向心力,應(yīng)用牛頓第二定律可以求出航天器的軌道半徑,然后求出航天器距地面的高度.
解答 解:(1)宇航員對航天器側(cè)壁的壓力與在地面上對地面的壓力相等,
則:mω2r=mg,r=$\frac{g}{{ω}^{2}}$=$\frac{10}{0.{2}^{2}}$=250m;
(2)地球表面的物體受到的重力等于萬有引力,即:G$\frac{Mm′}{{R}^{2}}$=m′g,
航天器繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力提供向心力,
由牛頓第二定律得:G$\frac{Mm}{(R+R)^{2}}$=m$({\frac{2π}{T})}^{2}$(R+R),
解得:T=3200$\sqrt{2}$πs;
(3)加速度:a=ω2r′=0.22×$\frac{5}{2}$=0.1m/s2,
地球表面的物體受到的重力等于萬有引力,即:G$\frac{Mm′}{{R}^{2}}$=m′g,
航天器繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力提供向心力,
由牛頓第二定律得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=ma,解得:r=10R=6.4×104km,
航天器離地面的高度:h=r-R=5,76×104km;
答:(1)太空艙的半徑至少為250m.
(2)航天器的運(yùn)動(dòng)周期為3200$\sqrt{2}$πs.
(3)航天器離地面至少5.76×104km.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了求太空艙的半徑、航天器的周期、航天器距地面的高度,應(yīng)用向心加速度公式、萬有引力公式、牛頓第二定律即可解題,解題時(shí)注意“黃金代換”應(yīng)用.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 宇航員受力平衡 | |
B. | 宇航員不受任何作用力 | |
C. | 宇航員仍受萬有引力的作用 | |
D. | 宇航員受的萬有引力正好提供向心力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | n可能為1.2 | B. | n可能為2 | C. | t可能為$\frac{3\sqrt{2}r}{c}$ | D. | t可能為$\frac{3\sqrt{3}r}{c}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)揭示了光的粒子性 | |
B. | 按照波爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí),電子的動(dòng)能減小,但原子的能量增大 | |
C. | 一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),可能是因?yàn)檫@束光的波長太短 | |
D. | 原子核發(fā)生一次β衰變,就會(huì)增加一個(gè)質(zhì)子 | |
E. | 氫原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)要放出能量 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?\frac{1}{4}$,速度增大到原來的4倍 | |
B. | 質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍,速度增大到原來的2倍 | |
C. | 速度不變,質(zhì)量增大到原來的2倍 | |
D. | 速度不變,質(zhì)量增大到原來的8倍 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 靜止的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力 | B. | 運(yùn)動(dòng)的物體可能受到靜摩擦力 | ||
C. | 摩擦力的方向可能與運(yùn)動(dòng)方向相同 | D. | 摩擦力的方向一定平行于接觸面 |
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