Question

【題目】我國自主研制的首艘貨運飛船“天舟一號”發射升空后，與已經在軌運行的“天宮二號”空間實驗室成功對接形成組合體。假設組合體在距地面高度為h的圓形軌道上繞地球做勻速圓周運動，已知地球質量為M、組合體質量為m、地球的半徑為R、地球表面處重力加速度為g，且不考慮地球自轉的影響

(1)求地球對該組合體萬有引力F的大小；

(2)求該組合體運行的線速度v的大小；

(3)在太空失重的環境中，可以做很多有趣的實驗，你認為在“天宮二號”空間實驗室中可進行哪些物理小實驗？請寫出1個實驗。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）略（只要合理即可）

【解析】（1）在地球表面附近，某物體m所受重力和萬有引力近似相等，

則有： ， 推導得：GM=gR2

設該組合體的質量為m1，繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，

組合體做勻速圓周運動的半徑為r=R + h，地球對該組合體的萬有引力的大小

F萬=

（2）根據牛頓第二定律，

F萬= ，

解得：

（3）可以用力的傳感器測出物體受到的拉力，通過刻度尺量出彈簧的伸長量，探究彈簧彈力與伸長量之間的關系等