取距地球無窮遠(yuǎn)處物體的重力勢(shì)能為零,則地球周圍物體的重力勢(shì)能的表達(dá)式為:Ep=-G
Mm
r
,其中G為萬有引力常量,M為地球的質(zhì)量,m為物體的質(zhì)量,r為物體到地心的距離,地球半徑R=6400km,地球表面重力加速度g取10m/s2.試計(jì)算:
(1)質(zhì)量為1×103kg的衛(wèi)星繞地表飛行,其總機(jī)械能為多大?
(2)再補(bǔ)充多少能量可使它脫離地球的引力?
(1)衛(wèi)星在離地高度為H處環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),據(jù)萬有引力提供向心力,列出等式:
GMm
r2
=m
v2
r
,r=R…①
根據(jù)根據(jù)在地面附近物體受到地球的萬有引力近似等于物體在地面上的重力,列出等式:
GMm
R2
=mg…②
動(dòng)能Ek=
1
2
mv2 ③
由①②③得:
萬有引力勢(shì)能的表達(dá)式:Ep=-G
Mm
r
…④
衛(wèi)星的機(jī)械能應(yīng)該是動(dòng)能和勢(shì)能之和.
所以E=Ek+Ep=-3.2×1010
(2)根據(jù)能量守恒,要使衛(wèi)星能飛離地球,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為引力勢(shì)能,而且要飛到引力勢(shì)能為零的地方,
所以需要補(bǔ)充3.2×1010J能量可使它脫離地球的引力.
答:(1)質(zhì)量為1×103kg的衛(wèi)星繞地表飛行,其總機(jī)械能為-3.2×1010J
(2)再補(bǔ)充3.2×1010J能量可使它脫離地球的引力.
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取距地球無窮遠(yuǎn)處物體的重力勢(shì)能為零,則地球周圍物體的重力勢(shì)能的表達(dá)式為:Ep=-G
Mmr
,其中G為萬有引力常量,M為地球的質(zhì)量,m為物體的質(zhì)量,r為物體到地心的距離,地球半徑R=6400km,地球表面重力加速度g取10m/s2.試計(jì)算:
(1)質(zhì)量為1×103kg的衛(wèi)星繞地表飛行,其總機(jī)械能為多大?
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(1)質(zhì)量為1×103 kg的衛(wèi)星繞地表飛行,其總機(jī)械能為多大?

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(1)地球的半徑;

(2)飛船在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度。

 

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