Question

（2006?連云港一模）某宇航員在飛船發(fā)射前測(cè)得自身連同宇航服等隨身裝備共重840N，在火箭發(fā)射階段，發(fā)現(xiàn)當(dāng)飛船隨火箭以a=g/2的加速度勻加速豎直上升到某位置時(shí)（其中g(shù)為地球表面處的重力加速度），其身下體重測(cè)試儀的示數(shù)為1220N．設(shè)地球半徑R=6400km，地球表面重力加速度g=10m/s²（求解過程中可能用到

19 18

=1.03，

21 20

=1.02）．問：
（1）該位置處的重力加速度g′是地面處重力加速度g的多少倍？
（2）該位置距地球表面的高度h為多大？

Answer 1

分析：（1）飛船隨火箭以a=g/2的加速度勻加速豎直上升時(shí)，宇航員處于超重狀態(tài)，受力分析后利用牛頓第二定律列式求解．
（2）在距離地球某高度時(shí)根據(jù)萬有引力等于重力列式求解高度．

解答：解：（1）對(duì)宇航員受力分析如圖：

設(shè)：該位置處的重力加速度g′，由牛頓第二定律得：
FN-mg′=m?

g

2

即：1220-84g′=84?

g

2

解得：g′=

20

21

g
（2）設(shè)此處距地面高度為h，地球質(zhì)量為M，半徑為R；
物體在地面時(shí)：

GMm

R2

=mg
物體在高為h處時(shí)：

GMm

(R+h)2

=mg′
兩式聯(lián)立得：

R+h

R

=

21 20

解得：h=

21 20

R-R=128km
答：（1）該位置處的重力加速度g′是地面處重力加速度g的

20

21

倍．
（2）該位置距地球表面的高度h為128km．

點(diǎn)評(píng)：超失重問題是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用問題，受力分析應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律即可；在地球附近的物體其受到的重力我們可以近似看做等于萬有引力，列式求解需要的物理量即可．