一組航天員乘坐飛船前往位于離地球表面高度為h的圓形軌道上的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡H．機(jī)組人員使飛船S進(jìn)入與H相同的軌道并關(guān)閉火箭發(fā)動機(jī)，如圖所示．M為地球質(zhì)量，R為地球半徑，g為重力加速度．
（1）在飛船內(nèi)，一質(zhì)量為70kg的航天員處于什么狀態(tài)？他對座椅的壓力為多少？
（2）計(jì)算飛船在軌道上的運(yùn)行速率．
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（1）航天員處于完全失重狀態(tài)，他對座椅的壓力為0．
（2）飛船在軌道半徑（R+h）上近似做勻速圓周運(yùn)動，由萬有引力和向心力公式得：
G
Mm
(R+h)2
=m
v2
R+h
---------------①
在地球表面附近，重力等于萬有引力mg=G
Mm
R2
---②
由①②式可得：v=
gR2
R+h

答：（1）航天員處于完全失重狀態(tài)，他對座椅的壓力壓力為0．
（2）計(jì)算飛船在軌道上的運(yùn)行速率為
gR2
R+h
．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：徐州三模 題型：問答題

DIS實(shí)驗(yàn)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)．兩組學(xué)生用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究用輕繩拴著的小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．
（1）第一組同學(xué)通過數(shù)據(jù)采集器采集小球運(yùn)動半周內(nèi)的A、B、C、D、E五個(gè)位置的數(shù)據(jù)，選擇以圖象方式顯示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，所顯示的圖象如圖乙所示．圖象的橫軸表示小球距E點(diǎn)的高度h，縱軸表示小球的重力勢能EP、動能EK或機(jī)械能E（選E點(diǎn)所在水平面為參考平面）．①在圖乙中，表示小球的重力勢能EP隨高度h變化關(guān)系的圖線是______（選填“I”或“Ⅱ”）；②根據(jù)圖乙中數(shù)據(jù)，在答題紙的圖中畫出小球的機(jī)械能E隨高度h變化關(guān)系的圖線；③根據(jù)所作圖線判斷小球在這半周內(nèi)處于______   階段（選填“上升”或“下降”）
（2）第二組同學(xué)通過放在圓心處的力傳感器得出繩上拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖，部分截圖如圖丙所示．
①圖中的a點(diǎn)或c點(diǎn)對應(yīng)小球運(yùn)動到______位置（選填“最高”或“最低”）；
②由圖丙可知，繩上接力大小不斷隨時(shí)間變化，在ab階段繩上拉力差的最大值略大于bc階段繩上拉力差的最大值，其原因是
______
．
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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，兩個(gè)半徑不同而內(nèi)壁光滑的半圓軌道固定在地面上，質(zhì)量相等的兩個(gè)小球分別從與球心在同一水平高度的A、B兩點(diǎn)由靜止開始自由滑下，它們通過軌道最低點(diǎn)時(shí)（　　）
A．速度相同B．向心加速度相同
C．對軌道的壓力相等D．機(jī)械能相等
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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2×10-3T；磁場右邊是寬度L=0.2m、場強(qiáng)E=40V/m、方向向左的勻強(qiáng)電場．一帶電粒子電荷量q=-3.2×10-19C，質(zhì)量m=6.4×10-27kg，以v=4×104m/s的速度沿OO’垂直射入磁場，在磁場中偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入右側(cè)的電場，最后從電場右邊界射出．求：
（1）大致畫出帶電粒子的運(yùn)動軌跡；（畫在答題紙上給出的圖中）
（2）帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑；
（3）帶電粒子飛出電場時(shí)的動能EK．
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科目：高中物理 來源：淄博模擬 題型：問答題

如圖所示，一質(zhì)量為0.6kg的小球，用0.4m長的細(xì)線拴住在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動，求：
（1）當(dāng)小球在圓上最高點(diǎn)速度為4m/s時(shí)，細(xì)線的拉力是多大？
（2）當(dāng)小球在圓上最低點(diǎn)速度為4
2
m/s時(shí)，細(xì)線的拉力是多大？（g=10m/s2）
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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖兩個(gè)內(nèi)壁光滑、半徑不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使兩碗口處于同一水平面．現(xiàn)將質(zhì)量相同的兩個(gè)小球（小球半徑遠(yuǎn)小于碗的半徑），分別從兩個(gè)碗的邊緣由靜止釋放（忽略空氣阻力），則（　�。�
A．過最低點(diǎn)時(shí)兩小球的速度大小相等
B．兩小球機(jī)械能對比，始終相等
C．在最低點(diǎn)兩小球?qū)ν氲椎膲毫Υ笮∠嗟?/td>
D．過最低點(diǎn)后兩小球?qū)L到碗的另一側(cè)邊緣且不溜出
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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，一光滑水平桌面AB與一半徑為R的光滑半圓形軌道相切于C點(diǎn)，且兩者固定不動．一長L為0.8m的細(xì)繩，一端固定于O點(diǎn)，另一端系一個(gè)質(zhì)量m1為0.2kg的球．當(dāng)球在豎直方向靜止時(shí)，球?qū)λ阶烂娴淖饔昧偤脼榱悖F(xiàn)將球提起使細(xì)繩處于水平位置時(shí)無初速釋放．當(dāng)球m1擺至最低點(diǎn)時(shí)，恰與放在桌面上的質(zhì)量m2為0.8kg的小鐵球正碰，碰后m1小球以2m/s的速度彈回，m2將沿半圓形軌道運(yùn)動，恰好能通過最高點(diǎn)D．g=10m/s2，求：
（1）m2在圓形軌道最低點(diǎn)C的速度為多大？
（2）光滑圓形軌道半徑R應(yīng)為多大？
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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

某一發(fā)達(dá)國家的宇航員完成了對火星表面的科學(xué)考察任務(wù)，乘坐返回艙返回圍繞火星做圓周運(yùn)動的軌道艙，如圖所示．為了安全，返回艙與軌道艙對接時(shí)，必須具有相同的速度．已知返回艙返回過程中需克服火星的引力而做的功可由如下公式計(jì)算：W=mgR(1-
R
r
)，其中：R為火星的半徑，r為軌道艙到火星中心的距離，m為返回艙與人的總質(zhì)量，g為火星表面的重力加速度．已知本次科學(xué)考察中軌道艙到火星中心的距離r=
4
3
R，設(shè) m、R、g為已知的物理量．不計(jì)火星表面大氣對返回艙的阻力和火星自轉(zhuǎn)的影響，則該宇航員乘坐的返回艙至少需要獲得多少能量才能完成與軌道艙對接？安全返回到軌道艙．
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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

受控核聚變過程中可釋放出巨大的內(nèi)能，對于參與核聚變的帶電粒子而言，沒有通常意義上的“容器”可裝．科技工作者設(shè)計(jì)出了一種利用磁場約束帶電粒子運(yùn)動，使參與核聚變的帶電粒子約束在某個(gè)區(qū)域內(nèi)的控制方案，這個(gè)方案的核心可簡化為如下的模型：如圖所示是一個(gè)截面為內(nèi)徑R1=0.10m、外徑R2=0.20m的環(huán)狀區(qū)域，O點(diǎn)為該環(huán)狀區(qū)域的圓心，區(qū)域內(nèi)有垂直于截面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T．將帶電粒子源置于環(huán)狀區(qū)域內(nèi)側(cè)的A點(diǎn)（位于O點(diǎn)的正下方），若帶電粒子源能沿垂直磁場方向連續(xù)地向各個(gè)方向射出氦核，已知氦核的比荷q/m=4.8×107C/kg，不計(jì)帶電粒子之間的相互作用力及其所受的重力．
（1）若氦核從A點(diǎn)射出時(shí)的速度大小為4.8×105m/s，則它在磁場區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的半徑為多大？
（2）若某氦核從A點(diǎn)射出后，恰好能沿磁場區(qū)域的內(nèi)側(cè)運(yùn)動，則此氦核由A點(diǎn)射出時(shí)的速度大小和方向如何？
（3）假設(shè)粒子源向各個(gè)方向射出的氦核的最大速率都相同，若要使射入磁場的所有氦核都不能穿出磁場外邊界，求氦核的最大速率．
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同步練習(xí)冊答案