Question

【題目】2016年10月19日，我國(guó)發(fā)射的“神舟”十一號(hào)載人飛船與“天宮“二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，如圖1所示．隨后，航天員景海鵬、陳冬先后進(jìn)入天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室，開啟30天的太空生活，將在艙內(nèi)按計(jì)劃開展相關(guān)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)．
為了簡(jiǎn)化問題便于研宄，將“天宮”二號(hào) 繞地球的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)（示意圖如圖2所示）．已知“天宮”二號(hào)距地面的高度為h，地球的質(zhì)量為M，地球的半徑為R，引力常量為G．求：

（1）“天宮”二號(hào)繞地球的運(yùn)動(dòng)的線速度大小；
（2）“天宮二號(hào)繞地球的運(yùn)動(dòng)周期；
（3）一些在地面上很容易完成的實(shí)驗(yàn)，在太空失重的環(huán)境中卻難以完成，如用沉淀法將水中的泥沙分離．請(qǐng)你寫出一個(gè)類似的實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

【答案】
（1）

解：根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，有：

解得：

答：“天宮”二號(hào)繞地球的運(yùn)動(dòng)的線速度大小為 ；

（2）

解：根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，有：

解得：

答：“天宮二號(hào)繞地球的運(yùn)動(dòng)周期為 ；

（3）

解：如用天平測(cè)物體的質(zhì)量、用單擺測(cè)重力加速度、用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒等等．

答：一些在地面上很容易完成的實(shí)驗(yàn)，在太空失重的環(huán)境中卻難以完成，如用沉淀法將水中的泥沙分離．請(qǐng)你寫出一個(gè)類似的實(shí)驗(yàn)：如用天平測(cè)物體的質(zhì)量、用單擺測(cè)重力加速度、用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒等等

【解析】（1）根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力求“天宮”二號(hào)繞地球的運(yùn)動(dòng)的線速度大��；（2）根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力求“天宮二號(hào)繞地球的運(yùn)動(dòng)周期；（3）如用天平測(cè)物體的質(zhì)量、用單擺測(cè)重力加速度、用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒等等實(shí)驗(yàn)在失重環(huán)境下無(wú)法進(jìn)行
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握應(yīng)用萬(wàn)有引力定律分析天體的運(yùn)動(dòng)：把天體的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬(wàn)有引力提供.即 F引=F向；應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)墓�式進(jìn)行分析或計(jì)算.②天體質(zhì)量M、密度ρ的估算才能正確解答此題．