为了迎接太空时代的到来,美国国会通过了一项计划:在2050年前建造成太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,人坐在升降

问题描述:

为了迎接太空时代的到来,美国国会通过了一项计划:在2050年前建造成太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,人坐在升降机里,在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上.已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球半径R=6400km.在地球表面时某人用弹簧测力计称得某物体重32N,站在升降机中,当升降机以加速度a=

g
2
(g为地球表面处的重力加速度)竖直加速上升时,此人再一次用同一弹簧测力计称得同一物体重为18N,忽略地球自转的影响,求升降机此时距地面的高度.

物体的质量m=

G1
g
=3.2kg
在匀加速的升降机中,根据牛顿第二定律得
FN2-mg′=ma
mg′=2N
解得:g′=
g
16

根据万有引力等于重力得:
在地球表面:
GMm
R2
=mg
在离地高h处:
GMm
(R+h)2
=mg′
解得:h=3R.
答:升降机此时距地面的高度是3R.