随着现代航天科技的发展,人类加快了探索宇宙的步伐,许多国家竞相发射航天飞机进入外太空.(1)若宇航
(1)航天飞机绕地球做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力.设航天飞机的质量为m、轨道半径为r、角速度为ω,地球质量为M,则有:
G
Mm
r2 =mω2r
解得:ω=
GM
r3 ①
航天飞机再次经过某建筑物的上空,航天飞机多转动一圈,有:
(ω-ω0)t=2π ②
在地球表面,重力等于万有引力,则得:G
Mm
R2 =mg 则得GM=gR2 ③
联立①②③后,解得:
t=
2π
gR2
r3 ?ω0
(2)由重力和质量的关系知:G=mg
所以g=
G
m =
1.6
1 =1.6m/s2;
设环绕该行星作近地飞行的卫星,其质量为m′,
应用牛顿第二定律有:m′g=m′
v 2
1
R
解得:v1=
gR =
1.6×105 m/s=400m/s
即该星球的第一宇宙速度v1是400m/s.
答:
(1)从该时刻起至它下次通过该建筑上方所需时间t为
2π
gR2
r3 ?ω0 .
(2)该星球的第一宇宙速度v1是400m/s.