万有引力的题,与势能有关利用以下信息:地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,以无穷远处为零势能面,距离地心为r、质量为m的物体势能为E=-GMm/r(其中M为地球质量,G为万有引力常量),某卫星质量为m,在距地心为2R的轨道上做圆周运动,在飞行的某时刻,卫星向飞行的相反方向弹射出质量为(7-4√3)m的物体后,卫星做离心运动.若被弹射出的物体恰能在原来轨道上做相反方向的匀速圆周运动,则卫星的飞行高度变化多少?
问题描述:
万有引力的题,与势能有关
利用以下信息:地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,以无穷远处为零势能面,距离地心为r、质量为m的物体势能为E=-GMm/r(其中M为地球质量,G为万有引力常量),某卫星质量为m,在距地心为2R的轨道上做圆周运动,在飞行的某时刻,卫星向飞行的相反方向弹射出质量为(7-4√3)m的物体后,卫星做离心运动.若被弹射出的物体恰能在原来轨道上做相反方向的匀速圆周运动,则卫星的飞行高度变化多少?
答
轨道I和轨道II是两个轨道,卫星在II运行时不可能进入I的。你要知道这一点。不是随便从I进入II,或者从II进入I的。
它们只不过在A点重合,当卫星在轨道II的时候,经过A点的速度要小,所以它所需要的向心力就比较小,但是万有引力是一样大的。那么多余的万有引力就会把卫星轨道拉低,从而到达B点。
当卫星在轨道I的时候,经过A点的速度要大,它所需要的向心力比较大,万有引力全部充当向心力,从而卫星能做一个匀速圆周运动。
要想从轨道II的A点进入轨道I,那么卫星在A点处必须要加速才能转变轨道的。反之,从I进入II,卫星在A点是需要减速的。
纠正你的错误,A是一个固定点,在这个点上只有固定的万有引力,没有固定的速度,更没有固定的向心力,也没有固定的动能。
还有,轨道I在A点的重力势能和II是一样的,但是动能要比轨道II的大。
答
卫星质量为m设卫星在地球表面做圆周运动时向心力为F,F=GMm/R²=mg … ①当卫星在距地心为2R的轨道上做圆周运动时,速度为V,向心力为F1=GMm/(2R)²=mV²/2R …②由①②求得V=√(gR/2) …③设卫星向飞行的...