一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上,沿竖直方向上以初速度v0抛出一个小时,测得小球经时间t落回抛出点,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求:(1)该星球的密度;(2)该星球的第一宇宙速度.

问题描述:

一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上,沿竖直方向上以初速度v0抛出一个小时,测得小球经时间t落回抛出点,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求:
(1)该星球的密度;
(2)该星球的第一宇宙速度.


答案解析:(1)小球做竖直上抛运动,由公式V=V0+at可求得该星球表面的重力加速度g,忽略星球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式求解天体质量,从而算出星球的密度;(2)该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供,该星球表面物体所受重力等于万有引力,联立方程即可求出该星球的第一宇宙速度υ;
考试点:第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度.
知识点:重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量.本题要求学生掌握两种等式:一是物体所受重力等于其吸引力;二是物体做匀速圆周运动其向心力由引力提供.