人造地球衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)(設(shè)為勻速圓周運(yùn)動(dòng))時(shí),既具有動(dòng)能又具有引力勢(shì)能(引力勢(shì)能實(shí)際上是衛(wèi)星與地球共有的,簡略地說此勢(shì)能是人造衛(wèi)星所具有的)。設(shè)地球的質(zhì)量為M,以衛(wèi)星離地還需無限遠(yuǎn)處時(shí)的引力勢(shì)能為零,則質(zhì)量為m的人造衛(wèi)星在距離地心為r處時(shí)的引力勢(shì)能為(G為萬有引力常量)。
(1)試證明:在大氣層外任一軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星所具有的機(jī)械能的絕對(duì)值恰好等于其動(dòng)能。
(2)當(dāng)物體在地球表面的速度等于或大于某一速度時(shí),物體就可以掙脫地球引力的束縛,成為繞太陽運(yùn)動(dòng)的人造行星,這個(gè)速度叫做第二宇宙速度,用v2表示。用R表示地球的半徑,M表示地球的質(zhì)量,G表示萬有引力常量.試寫出第二宇宙速度的表達(dá)式。
(3)設(shè)第一宇宙速度為v1,證明:。
(1)   (2)
(3)第一宇宙速度即為繞地球表面運(yùn)行的速度,故有:
  
   所以有:
(1)設(shè)衛(wèi)星在半徑為r的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度為v,地球的質(zhì)量為M,
衛(wèi)星的質(zhì)量為m。有萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力:
                                   
所以,人造衛(wèi)星的動(dòng)能:          
衛(wèi)星在軌道上具有的引力勢(shì)能為:    
所以衛(wèi)星具有的機(jī)械能為:
 
所以:                        
(2)設(shè)物體在地于表面的速度為v2,當(dāng)它脫離地球引力時(shí),此時(shí)速度為零,由機(jī)械能守恒定律得:
                                      
得:                                      
(3)第一宇宙速度即為繞地球表面運(yùn)行的速度,故有:
  
      所以有:
練習(xí)冊(cè)系列答案
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第一宇宙速度的數(shù)值為()
A.B.C.D.

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(2)假設(shè)某白矮星密度約為此值,且其半徑等于地球半徑,則它的第一宇宙速度約為多大?

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若某行星的質(zhì)量是地球的6倍,半徑是地球1.5倍,則該行星的第一宇宙速度為地球的第一宇宙速度______倍.

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B.引力常量、地球質(zhì)量和地球半徑
C.地球表面處重力加速度、地球自轉(zhuǎn)周期
D.地球表面處重力加速度、地球半徑

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A.極小星體Q在A點(diǎn)的動(dòng)能比B點(diǎn)大
B,極小星體Q在A點(diǎn)的電勢(shì)能比B點(diǎn)大
C.極小星體Q在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力比B點(diǎn)大
D.星球P產(chǎn)生的電場(chǎng)在A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)高

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