宇航员站在一星球表面上的某高处,以初速度v0沿水平方向抛出一个小球,经过时间t,球落到星球表面,小球落地时的速度大小为v.已知该星球的半径为R,引力常量为G,求:(1)小球

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 宇宙速度/2022-10-06 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

宇航员站在一星球表面上的某高处,以初速度v0沿水平方向抛出一个小球,经过时间t,球落到星球表面,小球落地时的速度大小为v.已知该星球的半径为R,引力常量为G,求:
(1)小球落地时竖直方向的速度vy
(2)该星球的质量M
(3)若该星球有一颗卫星,贴着该星球的表面做匀速圆周运动,求该卫星的周期T.

◎ 答案

(1)小球做平抛运动,则落地时水平速度为v0,则vy=

v2-
v20

(2)小球竖直方向上,vy=gt
g=
vy
t
=

v2-
v20
t

星球表面万有引力等于重力,则有
G
Mm
R2
=mg

解得:M=
R2

v2-
v20
Gt

(3)星体表面重力提供向心力,则有:
mg=m
4π2
T2
R

解得T=2π

Rt

v2-
v20

答:(1)小球落地时竖直方向的速度vy=
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