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.
答
(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=
gt2 1 2
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
R2
υ
20
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
.(2)该星球的第一宇宙速度为2h
R2
v
20
Gx2
v0 x
.
2hR