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  • 有一質(zhì)量為m的航天器靠近地球表面繞地球作圓周運動(軌道半徑等于地球半徑),某時刻航天器啟動發(fā)動機,在很短的時間內(nèi)動能變?yōu)樵瓉淼?/3,此后軌道為橢圓,遠地點與近地點距地心的

    有一質(zhì)量為m的航天器靠近地球表面繞地球作圓周運動(軌道半徑等于地球半徑),某時刻航天器啟動發(fā)動機,在很短的時間內(nèi)動能變?yōu)樵瓉淼?span>
    4
    3
    ,此后軌道為橢圓,遠地點與近地點距地心的距離之比是2:1,經(jīng)過遠地點和經(jīng)過近地點的速度之比為1:2.己知地球半徑為R,地球質(zhì)量為M,萬有引力恒量為G.
    (1)求航天器靠近地球表面繞地球作圓周運動時的動能;
    (2)在從近地點運動到遠地點的過程中克服地球引力所做的功為多少?
    物理人氣:904 ℃時間:2019-10-19 01:27:40
    優(yōu)質(zhì)解答

    (1)航天器靠近地球表面繞地球運動時,萬有引力提供向心力
    G
    Mm
    R2
    =m
    v2
    R
    …①
    由①得v2
    GM
    R

    故此時航天器動能Ek
    1
    2
    mv2
    =
    GMm
    2R

    (2)根據(jù)題意知,航天器在近地點的動能
    Ek近
    4
    3
    Ek
    2GMm
    3R

    又因為
    Ek近
    Ek遠
    v2近
    v2遠
    =
    4
    1

    所以遠地點的動能Ek遠
    1
    4
    Ek近
    GmM
    6R

    航天器從近地點向遠地點運動的過程中只有地球引力做功,根據(jù)動能定理有:
    W=Ek遠-Ek遠=
    GmM
    6E
    ?
    2GMm
    3R
    =-
    GmM
    2R

    所以克服地球引力所做的功為G
    Mm
    2R

    答:(1)航天器靠近地球表面繞地球作圓周運動時的動能為
    GMm
    2R
    ;
    (2)在從近地點運動到遠地點的過程中克服地球引力所做的功為G
    Mm
    2R
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