高三物理解答题中等难度题
理论研究表明,物体在地球附近都受到地球对它的万有引力作用,具有引力势能。选物体在距地球无限远处的引力势能为零,则引力势能可表示为Ep= —(其中G为万有引力常量,M为地球质量,m为物体的质量,r是物体到地心的距离)。现有一质量m/ 的人造卫星绕地球做圆周运动周期T。若要从地面上将这颗卫星发射成功,则至少需做多少功?(已知地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,且忽略空气阻力对卫星发射的影响)
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重力势能EP=mgh实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式,其更精确的表达式应为。式中的G为万有引力恒量,M为地球质量,m为物体的质量,r为物体到地心的距离,并以无限远处的引力势能为零势能。一颗质量为m的地球卫星,在离地高度为H处环绕地球做匀速圆周运动。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球质量未知。试求:
1.卫星做匀速圆周运动的线速度;
2.卫星的引力势能;
3.卫星的机械能;
4.若要使卫星能飞离地球(飞到引力势能为零的地方),则卫星至少要具有多大的初速度从地面发射?
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人造地球卫星绕地球旋转时,既具有动能又具有引力势能(引力势能实际上是卫星与地球共有的,简略地说此势能是人造卫星所具有的)。设地球的质量为M,半径为R,取离地无限远处为引力势能零点,则距离地心为r,质量为m的物体引力势能为(G为引力常量),假设质量为m的飞船在距地心r1的近地点速度为v1,下列说法中正确的是( )
A. 飞船在椭圆轨道上正常运行时具有的机械能
B. 飞船在椭圆轨道距离地心r2时的速度大小
C. 地球的第一宇宙速度
D. 该飞船在近地点的加速度为
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