问题 问答题

2013年6月29日,在太空“旅行”13天的“神州九号”载人飞船安全“回家”,至此我国首次太空载人交会对接取得圆满成功.“神州九号”与“天宫一号”完成对接后在轨道上运行,可视为匀速圆周运动,它们距离地面的高度为h,已知它们的总质量为m,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,求:

(1)“神州九号”与“天宫一号”对接后,地球对它们的万有引力F1

(2)“神州九号”与“天宫一号”对接后,它们运行的周期T.

答案

(1)根据万有引力定律,地球对“神州九号”与“天宫一号”的万有引力

F=G

Mm
(R+h)2

在地球表面的物体受到重力等于万有引力mg=G

Mm
R2
,得GM=R2g

所以F=

R2
(R+h)2
mg

(2)“神舟九号”与“天宫一号”环绕地球做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律

F=m(

T
)2(R+h)

所以

R2
(R+h)2
mg=m(
T
)
2
(R+h)

解得T=2π

(R+h)3
gR2

答:(1)“神州九号”与“天宫一号”对接后,地球对它们的万有引力为

R2
(R+h)2
mg.

(2)“神州九号”与“天宫一号”对接后,它们运行的周期T为

(R+h)3
gR2

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