Question

高中物理，请详细写出计算过程，谢谢！

Answer 1

对静止在地球表面的物体进行受力分析，物体受重力和弹簧的拉力F．
G0=mg=F=160N．
其中g为地球表面的重力加速度，取10m/s2
得出物体质量m=16kg．
该物体放在航天器中，对物体进行受力分析，物体受重力和弹簧的拉力T=90N．
航天器中以a=
g
2
的加速度匀加速竖直向上，根据牛顿第二定律得：
T-G′=ma
解得：G′=10N．
由于不考虑地球自转的影响，根据万有引力等于重力得出：
在地球表面：G0＝G
Mm
R2

在航天器中：G′＝G
Mm
(R+h)2

联立得到：

G0
G′
＝
(R+h)2
R2

160
10
＝
(R+h)2
R2

16R2=（R+h）2
解得：
h=3R

Answer 2

解，题目说可以忽略自转影响，那么地球表面的万有引力带来的加速度为g（如不能忽略自转影响则不成立）
列出方程GMm/R² = mg = 160N，其中M是地球质量，G是万有引力常数，R是地球半径
那一时刻（题中某时刻），物体受弹簧拉力90N，方向和万有引力相反，受万有引力
F = GMm/(R + h)²，可得方程 90 - F = mg/2 = 80N
故F = 10N

这样可以得到两个联立方程：
GMm/R² = 160N
GMm/(R + h)² = 10N
消去GMm，可得R/(R+h) = 1/4
很容易求得h = 3R

Answer 3

视重指的是该物体此时受到的合外力（合力）大小
对航空器上的物体受力分析可知
物体受到向上的合外力
大小F=ma=二分之一mg
在地球表面重力加速度由万有引力提供
GMm/R的平方;= mg = 160N
航空器上物体受到合外力90N
F = GMm/(R + h)的平方=二分之一mg，可得方程 90 - F = mg/2 = 80N
故F = 10N

这样可以得到两个联立方程：
GMm/R的平方= 160N
GMm/(R + h)的平方 = 10N
消去GMm，可得R/(R+h) = 1/4
h = 3R