宇航员站在某星球表面,从高h处以初速度v0水平抛出一个小球,小球落到星球表面时,与抛出点的水平距离是x,已知该星球的半径为R,引力常量为G,求 (1)该星球的质量M. (2)该星球

问题描述:

宇航员站在某星球表面,从高h处以初速度v0水平抛出一个小球,小球落到星球表面时,与抛出点的水平距离是x,已知该星球的半径为R,引力常量为G,求
(1)该星球的质量M.
(2)该星球的第一宇宙速度.

(1)设星球表面的重力加速度为g,则根据小球的平抛运动规律得:
  h=

1
2
gt2               
  x=v0t
联立得:g=
2h
v 20
x2
           
再由 mg=G
Mm
R2

联立以上两式解得:M=
2h
υ 20
R2
Gx2

(2)设该星球的近地卫星质量为m0,根据重力等于向心力得:
则 m0g=m0
v2
R
 
解得,v=
v0
x
2hR

答:(1)该星球的质量M为
2h
v 20
R2
Gx2
.(2)该星球的第一宇宙速度为
v0
x
2hR