一组航天员乘坐飞船.前往修理位于离地球表面6.0×105m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H．机组人员使飞船S进入与H相同的轨道并关闭推动火箭.如图所示．设F为引力.M为地球质量．已知地球半径R=6.4×106m．(1)在飞船内.一质量为70kg的航天员的视重是多少?(2)计算飞船在轨道上的速率．(3)证明飞船总机械能跟成正� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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一组航天员乘坐飞船，前往修理位于离地球表面6.0×10⁵m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H．机组人员使飞船S进入与H相同的轨道并关闭推动火箭，如图所示．设F为引力，M为地球质量．已知地球半径R=6.4×10⁶m．
（1）在飞船内，一质量为70kg的航天员的视重是多少？
（2）计算飞船在轨道上的速率．
（3）证明飞船总机械能跟

成正比，r为它的轨道半径．（注：若力F与位移r之间有如下的关系：

，K为常数，则当r由无穷远处变为零，F做功的大小可用以下规律进行计算：

，设无穷远处的势能为零．）

【答案】分析：（1）航天飞机绕地球做圆周运动，处于完全失重状态．
（2）根据万有引力提供向心力求解．
（3）飞船在只有引力做功的情况下，根据引力做功与引力势能变化的关系分析．
解答：解：（1）飞船内的物体处于完全失重状态，故航天员的视重为0．
（2）飞船在轨道半径r上做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动的向心力：

在地球表面处：

∴

×10³=7.65km/s
（3）因为在轨道半径为r上的穿梭机所受的引力为：

所以满足力F与位移r之间有如下的关系：

，K=GmM=常数．
则当r由无穷远处变为r时，F做功的大小为：

=0-ε_r

（设轨道半径为r处的势能为ε_r）
所以穿梭机在轨道半径为r处的总机械能：

即穿梭机总机械能跟

成正比．
点评：本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度、角速度、周期和加速度的表达式，再进行讨论

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成正比，r为它的轨道半径．（注：若力F与位移r之间有如下的关系：F=

，K为常数，则当r由无穷远处变为零，F做功的大小可用以下规律进行计算：W=

，设无穷远处的势能为零．）

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（2008?增城市模拟）一组航天员乘坐飞船前往位于离地球表面高度为h的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H．机组人员使飞船S进入与H相同的轨道并关闭火箭发动机，如图所示．M为地球质量，R为地球半径，g为重力加速度．
（1）在飞船内，一质量为70kg的航天员处于什么状态？他对座椅的压力为多少？
（2）计算飞船在轨道上的运行速率．

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（2007?肇庆二模）一组航天员乘坐飞船前往位于离地球表面高度为h的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H．机组人员使飞船S进入与H相同的轨道并关闭火箭发动机，如图所示．M为地球质量，R为地球半径，g为重力加速度．
（1）在飞船内，一质量为70kg的航天员的视重是

N；
（2）计算飞船在轨道上的运行速率．

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科目：高中物理 来源： 题型：

一组航天员乘坐飞船，去修理位于离地球表面6.0×10⁵m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H。机组人员使穿梭机S进入与H相同的轨道并关闭推动火箭，而望远镜则在穿梭机前方数公里处，如右图所示。（已知地球半径为R＝6.4×10⁶m，地球质量为M＝6.0×10²⁴kg，引力常数为G＝6.67×10^－¹¹ Nm²/kg²）
（1）在穿梭机内，一质量为70kg的航天员的视重是多少？
（2）①计算轨道上的重力加速度的值；
②计算穿梭机在轨道上的速率和周期。
（3）在如右图所示位置，穿梭机要追上前面的太空望远镜，则应该怎样运动？

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科目：高中物理 来源：2008-2009学年广东省广州市增城市高三（上）第一次调研物理试卷（解析版） 题型：解答题

一组航天员乘坐飞船前往位于离地球表面高度为h的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H．机组人员使飞船S进入与H相同的轨道并关闭火箭发动机，如图所示．M为地球质量，R为地球半径，g为重力加速度．
（1）在飞船内，一质量为70kg的航天员处于什么状态？他对座椅的压力为多少？
（2）计算飞船在轨道上的运行速率．

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