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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(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。要在地面上发射这颗卫星,至少需做多少功?(已知地球质量为M,半径为R。)


解析:

设卫星绕地球做圆周运动半径r,牛顿第二定律得:

 

由此得     

在r/轨道上运动具有的机械能为   

地面发射须做功为  

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

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=-
GMmr
(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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科目:高中物理 来源: 题型:

1957年第一颗人造卫星上天,开辟了人类宇航的新时代.四十多年来,人类不仅发射了人造地球卫星,还向宇宙空间发射了多个空间探测器.空间探测器要飞向火星等其它行星,甚至飞出太阳系,首先要克服地球对它的引力的作用.
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的作用,具有引力势能,设物体在距地球无限远处的引力势能为零,则引力势能可以表示为E=-G=
Mmr
,其中G是万有引力常量,M是地球的质量,m是物体的质量,r是物体距地心的距离.
现有一个空间探测器随空间站一起绕地球做圆周运动,运行周期为T,已知探测器的质量为m,地球半径为R,地面附近的重力加速度为g.要使这个空间探测器从空间站出发,脱离地球的引力作用,至少要对它作多少功?

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科目:高中物理 来源:2013届山西省太原五中高三12月月考物理试卷(带解析) 题型:计算题

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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科目:高中物理 来源:2012-2013学年山西省高三12月月考物理试卷(解析版) 题型:计算题

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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