宇宙飛船在受到星球的引力作用時(shí),宇宙飛船的引力勢(shì)能大小的表達(dá)式為Ep=-GMmR,式中R為此星球球心到飛船的距離,M為星球的質(zhì)量,m為宇宙飛船的質(zhì)量,G為萬(wàn)有引力恒量.現(xiàn)有一質(zhì)量m=104kg的宇宙飛
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時(shí)間:2024-08-17 09:25:40
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宇宙飛船在受到星球的引力作用時(shí),宇宙飛船的引力勢(shì)能大小的表達(dá)式為Ep=-GMmR,式中R為此星球球心到飛船的距離,M為星球的質(zhì)量,m為宇宙飛船的質(zhì)量,G為萬(wàn)有引力恒量.現(xiàn)有一質(zhì)量m
【專家解說(shuō)】:試題答案:(1)宇宙飛船在地球表面時(shí)的引力勢(shì)能:
Ep1=-GM地mR?地-GM月mR地月-R?地
(2)宇宙飛船在月球表面時(shí)的引力勢(shì)能:
Ep2=-GM月mR?月-GM地mR地月-R?月
所以需做功:
W=Ep2-Ep1=Gm(-M月R?月-M地R地月-R?月+M地R?地+M月R地月-R?地)??????????
由于R地月>>R地,R地月>>R月
W=Gm(-M月R?月+M地R?地+M地-M月R地月??)????????????????????????①
由GM地mR2地=mg,②
同理可得GM月=16gR2月??????????????????????????????????????③
代入上式,得:
W=m(-16gR?月+gR?地-gR2地R?地月+gR2月6R?地月)???????????????????????
=5.89×1011J???????????????????????????????????????????????
答:(1)寫(xiě)出宇宙飛船在地球表面時(shí)的引力勢(shì)能表達(dá)式是Ep1=-GM地mR?地-GM月mR地月-R?地.
(2)宇宙飛船在整個(gè)飛行過(guò)程中至少需做5.89×1011J?功.
Ep1=-GM地mR?地-GM月mR地月-R?地
(2)宇宙飛船在月球表面時(shí)的引力勢(shì)能:
Ep2=-GM月mR?月-GM地mR地月-R?月
所以需做功:
W=Ep2-Ep1=Gm(-M月R?月-M地R地月-R?月+M地R?地+M月R地月-R?地)??????????
由于R地月>>R地,R地月>>R月
W=Gm(-M月R?月+M地R?地+M地-M月R地月??)????????????????????????①
由GM地mR2地=mg,②
同理可得GM月=16gR2月??????????????????????????????????????③
代入上式,得:
W=m(-16gR?月+gR?地-gR2地R?地月+gR2月6R?地月)???????????????????????
=5.89×1011J???????????????????????????????????????????????
答:(1)寫(xiě)出宇宙飛船在地球表面時(shí)的引力勢(shì)能表達(dá)式是Ep1=-GM地mR?地-GM月mR地月-R?地.
(2)宇宙飛船在整個(gè)飛行過(guò)程中至少需做5.89×1011J?功.
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