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高中 | 引力势能题目答案及解析如下,仅供参考!
必修2
第六章 万有引力与航天
6.4 万有引力理论的成就
引力势能
已知质量为$m$的人造地球卫星与地心的距离为$r$时,引力势能可克表示为$E_{p}=-G\dfrac{Mm}{r}$,其中$G$为引力常量,$M$为地球质量。$M$为地球质量。先从地面赤道某处发射一质量$m_{0}$的卫星至离地球表面$h$高处的轨道上,使其绕地球做匀速圆周运动,则至少需对卫星做功(忽略地球自转影响,地球半径设为$R$)$(\qquad)$
$G\\dfrac{Mm_{0}}{R}-G\\dfrac{Mm_{0}}{2(R+h)}$
","$G\\dfrac{Mm_{0}}{R}-G\\dfrac{Mm_{0}}{R+h}$
","$G\\dfrac{Mm_{0}}{2(R+h)}$
","$G\\dfrac{Mm_{0}}{2R}-G\\dfrac{Mm_{0}}{R+h}$
"]卫星在地球表面时,其引力势能:$E_{P0}=- \dfrac{GMm}{R^{2}}$,卫星做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,即$G\dfrac{Mm_{0}}{{(R+h)}^{2}}=\dfrac{m_{0}v^{2}}{R+h}$,所以卫星的动能:$E_{k}=\dfrac{1}{2}m_{0}v^{2}=\dfrac{GMm_{0}}{2(R+h)}$,依题意其引力势能为:$E_{P1}=- \dfrac{GMm_{0}}{R+h}$,由功能关系可知,至少需对卫星做功:$E=E_{P1}+E_{k}-E_{P0}= \dfrac{GMm_{0}}{R}-\dfrac{GMm_{0}}{2(R+h)}$,故$\rm A$正确,$\rm BCD$错误。
故选:$\rm A$。
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