某人在一星球上以速度υ0竖直上抛一物体,设t秒钟后物体落回手里,已知星球的半径为R,那么至少要用多大的速度沿星球表面抛出,才能使物体不再落回星球表面?

问题描述:

某人在一星球上以速度υ0竖直上抛一物体,设t秒钟后物体落回手里,已知星球的半径为R,那么至少要用多大的速度沿星球表面抛出,才能使物体不再落回星球表面?

小球做竖直上抛运动,则
由v0=g

t
2

解得:g=
2v0
t

星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力,
则由mg=
GMm
R2

得M=
gR2
G

现将此球沿此星球表面将小球水平抛出,欲使其不落回星球,则抛出时的速度至少为该星球的第一宇宙速度,
物体在星球表面附近能做匀速圆周运动,其向心力由星球的吸引力提供,
则由
GMm
R2
=m
 v2
R

v=
GM
R
=
gR
=
2v0R
 t

答:至少要用
2v0R
 t
沿星球表面抛出,才能使物体不再落回星球表面.