在地球表面,某物体用*簧秤竖直悬挂且静止时,*簧秤的示数为160N.现把该物体放在航天器中,该航天器以a=的加...
问题详情:
在地球表面,某物体用*簧秤竖直悬挂且静止时,*簧秤的示数为160N.现把该物体放在航天器中,该航天器以a=的加速度匀加速竖直向上离开地球,在某一时刻,将该物体悬挂在*簧秤上,*簧秤的示数为90N.(不考虑地球自转的影响,g为地球表面的重力加速度,取10m/s2.)
(1)求此时物体所受的重力;
(2)已知地球半径为R,求此时航天器距地面的高度.
【回答】
考点: 万有引力定律及其应用;牛顿第二定律;超重和失重.
分析: 对静止在地球表面的物体进行受力分析,得出物体在地球表面的重力.
该物体放在航天器中,对物体进行受力分析,注意此时物体所受的重力与在地球表面不相等.
运用牛顿第二定律求出在航天器中,物体的重力.
由于不考虑地球自转的影响,根据万有引力等于重力求出此时航天器距地面的高度.
解答: 解:(1)对静止在地球表面的物体进行受力分析,物体受重力和*簧的拉力F.
G0=mg=F=160N.
其中g为地球表面的重力加速度,取10m/s2
得出物体质量m=16Kg.
该物体放在航天器中,对物体进行受力分析,物体受重力和*簧的拉力T.
航天器中以a=的加速度匀加速竖直向上,根据牛顿第二定律得:
T﹣G′=ma
解得:G′=10N.
(2)由于不考虑地球自转的影响,根据万有引力等于重力得出:
在地球表面:G0=
在航天器中:G′=
则===
所以r=4R
即此时航天器距地高度为h=r﹣R=3R.
答:(1)此时物体所受的重力为10N;
(2)此时航天器距地面的高度是3R.
点评: 把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题.重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量.
知识点:万有引力理论的成就
题型:计算题
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