2013年6月13日,搭载聂海胜、张晓光、王亚平3名航天员的“神舟十号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实现自动交会对接.对接后距离地面高度为h,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,万有引力常量为G,求:
(1)地球的质量
(2)推导第一宇宙速度
(3)对接后天空一号的线速度大小.
【答案】(1)
解:物体在地面上,有:mg=G
可得地球的质量为:
(2)
解:卫星绕地球表面附近做匀速圆周运动时,有:
mg=m
则第一宇宙速度为:
(3)
解:对接后,对天空一号有:
G =m
又
可得:
【解析】(1)已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,万有引力常量为G,根据重力等于万有引力,求地球的质量.(2)卫星绕地球表面附近做匀速圆周运动的速度即为第一宇宙速度,根据重力等于向心力求解.(3)根据万有引力等于向心力和重力等于万有引力,结合解答.
【考点精析】认真审题,首先需要了解万有引力定律及其应用(应用万有引力定律分析天体的运动:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F引=F向;应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算).