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为了迎接太空时代的到来,美国国会通过一项计划:在2050年前建造成太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,科学家可以控制卫星上的电动机把升降机拉到卫星上.已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球半径R=6400km,地球自转周期为24h.某宇航员在地球表面测得体重为800N,他随升降机垂直地面上升,某时刻升降机加速度为10m/s2,方向竖直向上,这时此人再次测得体重为850N,忽略地球公转的影响,根据以上数据(  )
分析:要知道升降机所受的万有引力,必须知道升降机的质量.根据地球表面人的体重和表面重力加速度,可求出宇航员的质量.根据牛顿第二定律求出当时的重力加速度,根据万有引力等于重力,得出轨道半径,从而得出高度.由运动学公式可求得此时宇航员的速度,从而能求得其动能.
通过万有引力提供向心力,求出同步卫星的轨道半径,从而知道绳的长度.
解答:解:A、因为不知道升降机的质量,所以求不出升降机所受的万有引力.故A错误.
B、C根据牛顿第二定律:N-mg′=ma,求出重力加速度g′.再根据万有引力等于重力:G
Mm
(R+h)2
=mg′,可求出高度h.故C正确.
根据地球表面人的体重G=800N和地球表面重力加速度g=10m/s2,可知宇航员的质量为 m=
G
g
=80kg.
由运动学公式v2=2ah,可救出此时宇航员的速度v,则可求得宇航员的动能.故B正确.
D、根据万有引力提供向心力:G
Mm
(R+h)2
=m(R+h)(
T
2,GM=gR2,可求出同步卫星离地面的高度,高度等于绳长.故D正确.
故选:BCD
点评:解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力列式,这是卫星问题常用的两条思路.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

“为了迎接太空时代的到来,美国国会通过一项计划:在2050年前建造成太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,人坐在升降机里.科学家控制卫星上的电动机把升降机拉到卫星上.已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球半径R=6400km,地球自转周期为24h.某宇航员在地球表面用体重计称得体重为800N,站在升降机中,某时刻当升降机以加速度a=10m/s2垂直地面上升,这时此人再一次用同一体重计称得视重为850N,忽略地球公转的影响,根据以上数据(  )

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为了迎接太空时代的到来,美国国会通过一项计划:在2050年前建造成太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,人坐在升降机里.科学家控制卫星上的电动机把升降机拉到卫星上.已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球半径R=6400km,地球自转周期为24h.某宇航员在地球表面用体重计称得体重为800N,站在升降机中,某时刻当升降机以加速度a=10m/s2垂直地面上升,这时此人再一次用同一体重计称得视重为850N,忽略地球公转的影响,根据以上数据可以求出得物理量有(  )
①如果把绳的一端搁置在同步卫星上,可知绳的长度至少有多长
②可以求出升降机此时距地面的高度
③可以求出升降机此时所受万有引力的大小
④可以求出宇航员的质量.

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为了迎接太空时代的到来,美国国会通过一项计划:在2050年前建造成太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,人坐在升降机里.科学家控制卫星上的电动机把升降机拉到卫星上.已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球半径R=6400km,地球自转周期为24h.某宇航员在地球表面用体重计称得体重为800N,站在升降机中,某时刻当升降机以加速度a=10m/s2垂直地面上升,这时此人再一次用同一体重计称得视重为850N,忽略地球公转的影响,根据以上数据(  )

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为了迎接太空时代的到来,美国国会通过一项计划:在2050年前建造成太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,人坐在升降机里,在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上.已知地球表面的重力加速g=10m/s2,地球半径R=6400km,地球自转周期为24h.某宇航员在地球表面用体重计称得体重为800N,站在升降机中,当升降机以加速度a=10m/s2垂直地面上升,这时此人再一次用同一体重计称得视重为850N,忽略地球公转的影响,根据以上数据不能求出的物理量是(  )

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