Question

石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换。

（1）若”太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为的同步轨道站，求轨道站内质量为的货物相对地心运动的速度。设地球自转角速度为ω，地球半径为R。

（2）当电梯仓停在距地面高度= 4R的站点时，求仓内质量的人对水平地板的压力大小。已知地面附近重力加速度g ，地球自转角速度ω ，地球半径R 。

Answer

（1）；（2）

【解析】

试题分析：（1）因为同步轨道站与地球自转的角速度相等，则轨道站的线速度。

（2）由，，

由牛顿第三定律得到：，得：。

考点：万有引力定律及其应用。

【名师点睛】本题考查了万有引力定律与牛顿第二定律的综合，知道同步轨道站的角速度与地球自转的角速度相等，以及知道人所受的万有引力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，掌握万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用。