高中物理第四节生活中的圆周运动（高中物理必修第二册-生活中的圆周运动之宇宙航天器中的失重现象）

高中物理第四节生活中的圆周运动（高中物理必修第二册-生活中的圆周运动之宇宙航天器中的失重现象）②任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器的内部，都是一个完全失重的环境。例如向空中任何方向抛出的容器，其中的所有物体都处于完全失重状态。值得注意的是：①有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，这是错误的。正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的航天员有可能做环绕地球的圆周运动。(2)质量为m的航天员：航天员的重力和座舱对航天员的支持力的合力提供向心力，满足关系：即航天员处于完全失重状态。(3)航天器内的任何物体都处于完全失重状态。

1.绕地球做圆周运动的卫星、飞船、空间站处于完全失重状态

航天器绕地球做匀速圆周运动，其重力提供绕地球运动的向心力，而其重力加速度也就成为向心加速度，这个加速度也是向下的，故处于完全失重状态。

以在近地轨道运行的航天器为例，其轨道半径近似等于地球半径R：

(1)质量为M的航天器：航天器的重力提供向心力，满足关系：

(2)质量为m的航天员：航天员的重力和座舱对航天员的支持力的合力提供向心力，满足关系：

即航天员处于完全失重状态。

(3)航天器内的任何物体都处于完全失重状态。

值得注意的是：①有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，这是错误的。正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的航天员有可能做环绕地球的圆周运动。

②任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器的内部，都是一个完全失重的环境。例如向空中任何方向抛出的容器，其中的所有物体都处于完全失重状态。

解决汽车过拱形桥和凹形路面的问题的一般步骤

对于汽车过拱形桥和凹形路面的问题，明确汽车的运动情况是解题的关键。具体的解题步骤是：

(1)选取研究对象，确定轨道平面、圆心位置和轨道半径。

(2)正确分析研究对象的受力情况，明确向心力的来源。

(3)根据平衡条件和牛顿运动定律列方程求解。