宇航员在某星球表面,将一小球从离地面h高处以初速度v0水平抛出,测出小球落地点与抛出点间的水平位移s.(1)若该星球的半径为R,万有引力恒量为G,求该星球的质量;(2)若该星

◎ 题目

宇航员在某星球表面,将一小球从离地面h高处以初速度v0水平抛出,测出小球落地点与抛出点间的水平位移s.
(1)若该星球的半径为R,万有引力恒量为G,求该星球的质量;
(2)若该星球的半径为R,求该星球卫星的第一宇宙速度;
(3)若该星球的半径为R,求距离该星球表面3R处卫星的线速度大小.

◎ 答案


(1)由平抛的性质:
水平方向:s=v0t
竖直方向:h=
1
2
gt2
解得:
g=
2hv02
s2

又由万有引力等于重力
G
Mm
R2
=mg

解得:
M=
2h
v20
R2
s2G

(2)第一宇宙速度的表达式为:
v=

gR

解得:
v=
v0
s

2hR

(3)由:
G
Mm
r2
=m
v2
r
,其中r=4R
解得:v=

GM
4R

带入:M=
2h
v20
R2
s2G

解得:
v=
v0
2s

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