“神舟”五号载人飞船在绕地球飞行的第五圈进行变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道.已知飞船的质量为m,地球半径为R,地面处的重力加速度为g.则飞船在上述圆轨道上
问题描述:
“神舟”五号载人飞船在绕地球飞行的第五圈进行变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道.已知飞船的质量为m,地球半径为R,地面处的重力加速度为g.则飞船在上述圆轨道上运行的动能Ek( )
A. 等于
mg(R+h)1 2
B. 小于
mg(R+h)1 2
C. 大于
mg(R+h)1 2
D. 等于
mgh 1 2
答
研究飞船绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式G
=Mm (R+h)2
mv2
R+h
解得v=
①
GM R+h
忽略地球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式G
=mgMm R2
解得GM=gR2②
由①②解得:飞船在上述圆轨道上运行的动能Ek=
mv2=1 2
<mgR2
2(R+h)
,即飞船在上述圆轨道上运行的动能Ek小于mg(R+h)2 2(R+h)
mg(R+h),故B正确.1 2
故选B.