高三物理解答题中等难度题
(6分)天宫一号于2011年9月29日成功发射,它将和随后发射的神州飞船在空间完成交会对接,实现中国载人航天工程的一个新的跨越。天宫一号进入运行轨道后,其运行周期为T,距地面的高度为h,已知地球半径为R,万有引力常量为G。若将天宫一号的运行轨道看做圆轨道,求:
(1)地球质量M;
(2)地球的平均密度。
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承载着我国载人飞船和空间飞行器交会对接技术的“天宫一号”已于2011年9月29日成功发射,随后将发射“神舟八号”飞船并与其实现交会对接。假设“天宫一号”和“神舟八号”匀速圆周运动的轨道如图所示,A代表“天宫一号”,B代表“神舟八号”,虚线为各自的轨道。“天宫一号”和“神舟八号”离地高度分别为h1、h2,运行周期分别为T1、T2,引力常量为G,则以下说法正确的是
A.利用以上数据可计算出地球密度和地球表面的重力加速度
B.“神舟八号”受到的地球引力和运行速度均大于“天宫一号”受到的地球引力和运行速度
C.“神舟八号”加速有可能与“天宫一号”实现对接
D.若宇航员在“天宫一号”太空舱无初速释放小球,小球将做自由落体运动
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2017年4月20日19时41分天舟一号货运飞船在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空。22日12时23分,天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接。中国载人航天工程已经顺利完成“三步走”发展战略的前两步,中国航天空间站预计2022年建成。建成后的空间站绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M,空间站的质量为m0,轨道半径为r0,引力常量为G,不考虑地球自转的影响。
(1)求空间站线速度v0的大小;
(2)规定距地球无穷远处引力势能为零,质量为m的物体与地心距离为r时引力势能。由于太空中宇宙尘埃的阻力以及地磁场的电磁阻尼作用,长时间在轨无动力运行的空间站轨道半径慢慢减小到r1(仍可看作匀速圆周运动),为了修正轨道使轨道半径恢复到r0,需要短时间开动发动机对空间站做功,求发动机至少做多少功。
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