组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 万有引力与宇宙航行 > 万有引力定律的应用 > 引力势能及其应用
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:289 题号:19518078
在电荷的周围存在电场,我们用电场强度来描述电场的强弱;类似地,在地球的周围存在引力场,我们可以用引力场强度描述引力场的强弱。已知静电力常量为,地球质量为,半径为,引力常量为
(1)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷在距其为处的场强大小;
(2)类比电场强度的定义式,可以定义引力场强度。若用描述地球表面引力场的强弱,求的大小;
(3)若规定两质点相距无穷远时引力势能为零,则质量分别为的两个质点相距为时的引力势能。在地球表面附近发射卫星的速度达到某一值时,卫星刚好能脱离地球的引力束缚(但还无法脱离太阳对它的引力),请推导这个速度的表达式。
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(1)在轨运行时,空间站的线速度和微型卫星的线速度之比;
(2)机械臂对微型卫星的作用力大小F;(忽略空间站与卫星之间的万有引力以及机械臂对空间站的作用力,用mgRrd表示)
(3)物体在引力场中具有的势能叫做引力势能。若取无穷远处为引力势能零点,质量为m的物体在地球引力场中具有的引力势能为(式中G为引力常量,M为地球的质量,r为物体到地心的距离)。若让机械臂松开卫星,通过控制卫星上自带的火箭发动机,使卫星由当前半径为r的圆轨道变轨到离地球更远的半径为的圆轨道,则在此过程中,万有引力对卫星做的功为多少?(用gRmr表示)

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