试题详情
解答题 较难0.4 引用2 组卷425
2024年4月25日神舟十八号载人飞船成功发射,标志着中国载人航天技术已走在世界前列。有人对今后神州系列飞船的发射构想:沿着地球的某条弦挖一通道,并铺设成光滑轨道,在通道的两个出口分别将一物体和飞船同时释放,利用两者碰撞(弹性碰撞)效应,将飞船发射出去,已知地表重力加速度g,地球的半径为R;物体做简谐运动的周期m为物体的质量,k为简谐运动物体的回复力和其离开平衡位置的位移大小之比。
(1)若神州十八号飞船贴近地球表面做匀速圆周运动,则其运行的线速度大小;
(2)如图甲,设想在地球上距地心h处挖一条光滑通道AB,从A点静止释放一个质量为m的物体,求物体从A运动到B点的时间,以及物体通过通道中心O′的速度大小(质量分布均匀的空腔对空腔内的物体的万有引力为零);
(3)如图乙,若通道已经挖好,且,如果在AB处同时释放质量分别为Mm的物体和飞船,他们同时到达O′点并发生弹性碰撞,要使飞船飞出通道口时速度达到第一宇宙速度,Mm应该满足什么关系?

2024·重庆九龙坡·三模
知识点:第一宇宙速度的意义及推导简谐运动的振幅、周期、频率利用动量守恒及能量守恒解决(类)碰撞问题 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
类题推荐
我国航天技术水平在世界处于领先地位,对于人造卫星的发射,有人提出了利用“地球隧道”发射人造卫星的构想:沿地球的一条弦挖一通道,在通道的两个出口处分别将等质量的待发射卫星部件同时释放,部件将在通道中间位置“碰撞组装”成卫星并静止下来;另在通道的出口处由静止释放一个大质量物体,大质量物体会在通道与待发射的卫星碰撞,只要物体质量相比卫星质量足够大,卫星获得足够速度就会从对向通道口射出。(以下计算中,已知地球的质量为,地球半径为,引力常量为G,可忽略通道AB的内径大小和地球自转影响。)
(1)如图甲所示,将一个质量为的质点置于质量分布均匀的球形天体内,质点离球心O的距离为r。已知天体内部半径在之间的“球壳”部分(如甲示阴影部分)对质点的万有引力为零,求质点所受万有引力的大小
(2)如图乙所示,设想在地球上距地心h处沿弦长方向挖了一条光滑通道AB,一个质量为m。的质点在离通道中心的距离为x处,求质点所受万有引力沿弦AB方向的分力;将该质点从A点静止释放,求质点到达通道中心处时的速度大小
(3)如图丙所示,如果质量为m的待发射卫星已静止在通道中心处,由A处静止释放另一质量为M的物体,物体到达处与卫星发生弹性正碰,设M远大于m,计算时可取。卫星从图丙示通道右侧B处飞出,为使飞出速度达到地球第一宇宙速度,h应为多大?

组卷网是一个信息分享及获取的平台,不能确保所有知识产权权属清晰,如您发现相关试题侵犯您的合法权益,请联系组卷网