Question

【題目】“天舟一號”飛船是我國首個貨運飛船。2017年4月22日，“天舟一號”飛船在指定軌道成功與“天宮二號”空間實驗室自動交會對接，對接后形成組合體，如圖所示。組合體在軌道上的運動可視為勻速圓周運動。已知組合體距地球表面的高度為h，地球半徑為R，地球的質量為M，引力常量為G。

（1）求組合體運行時線速度的大小v；

（2）求組合體運行時向心加速度的大小a；

（3）此次發射“天舟一號”除了完成交會對接、為天宮二號空間實驗室補加燃料之外，它身上還攜帶了大量的實驗設備，在太空運行期間要進行多項實驗。在我們中學物理學習中的有些實驗可以在太空中完成，但也有些實驗不能在太空中完成，請你各舉一例。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）驗證機械能守恒，天平測物體質量等

【解析】（1）設組合體的質量為m，根據萬有引力提供向心力有：

得：

（2）設組合體的質量為m，根據萬有引力定律和牛頓第二定律有：

得：

（3）在太空中能完成的有：用傳感器探究加速度與力和質量的關系，描繪小燈泡的伏安特性曲線等；在太空中不能完成的有：驗證機械能守恒，天平測物體質量等。