Question

10．1957年10月4日，前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星以來，人類活動范圍從陸地、海洋、大氣層擴展到宇宙空間，宇宙空間成為人類的第四疆域，人類發(fā)展空間技術(shù)的最終目的是開發(fā)太空資源．
（1）宇航員在圍繞地球做勻速圓周運動的航天飛機中，會處于完全失重的狀態(tài)，下列說法正確的是AC
A．宇航員仍受重力作用          B．宇航員受力平衡
C．重力正好為向心力            D．宇航員不受任何力的作用
（2）宇宙飛船要與空間站對接，飛船為了追上空間站A
A．只能從較低軌道上加速              B．只能從較高軌道上加速
C．只能從空間站同一高度上加速       D．無論在什么軌道上，只要加速都行
（3）已知空間站半徑約為6400km，地面重力加速度約為10m/s²，由此計算國際空間站離地面的高度？

Answer 1

分析 （1）完全失重是指物體受到的重力完全產(chǎn)生了物體運動的加速度，在圍繞地球做勻速圓周運動的航天飛機中，完全失重的時候，物體的重力全部作為了物體運動所需要的向心力，產(chǎn)生了向心力加速度．
（2）宇宙飛船與空間站對接，在低軌道加速做離心運動，追上空間站．
（3）根據(jù)萬有引力提供向心力和萬有引力等于重力求出國際空間站離地面的高度．

解答 解：（1）A、宇航員在圍繞地球做勻速圓周運動的空間站中會處于完全失重狀態(tài)，此時宇航員仍受重力的作用，而且宇航員受的重力正好充當(dāng)向心力，故AC正確、D錯誤；
B、宇航員受的重力正好充當(dāng)向心力，產(chǎn)生向心加速度，并不是處于受力平衡狀態(tài)，故B錯誤；
故選：AC．
（2）宇宙飛船要與空間站對接，需從低軌道上加速，使得萬有引力不夠提供向心力，做離心運動，最終與空間站對接．故A正確，B、C、D錯誤．
故選：A．
（3）90min=5400s，
根據(jù)$G\frac{Mm}{（R+h）^{2}}=m（R+h）\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$，
又GM=gR²，
聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)解得h=3×10⁵m．
故答案為：（1）AC，（2）A，（3）國際空間站離地面的高度為3×10⁵m．

點評 本題主要考查了對超重失重現(xiàn)象的理解，人處于超重或失重狀態(tài)時，人的重力并沒變，只是對支持物的壓力變了．對于第三問，關(guān)鍵掌握萬有引力定律的兩個重要理論：1、萬有引力提供向心力，2、萬有引力等于重力，并能靈活運用．