宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球,经过时间t,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的水平距离为L.若抛出的初速度增大到2倍,则抛出点与落地点之间的距离为根号3L.已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,万有引力常数为G,求该星球的质量M.

问题描述:

宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球,经过时间t,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的水平距离为L.若抛出的初速度增大到2倍,则抛出点与落地点之间的距离为根号3L.已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,万有引力常数为G,求该星球的质量M.

题目有误,“在抛出的初速增大到原来2倍时,抛出点与落地点之间的距离为 L”是错的,应是(根号3)倍L 。
设抛出点到地的高度为H,原来抛出的初速是V0,第一次水平距离为S1,该星球表面的重力加速度是 g
则 H=g t ^2 / 2
S1=V0* t
L^2=(g t ^2 / 2)^2+(V0* t )^2  ....................................方程1
第二次抛出时,初速是2V0,因高度不变,时间不变,所以水平距离S2=2*S1
3*L^2=H^2+S2^2= (g t ^2 / 2)^2+4*(V0* t )^2 ............方程2
由方程1和2 得 g=2*(根号3)*L / (3*t ^2)
由黄金代换 GM=g R^2 得
该星球的质量是 M=g R^2 / G=[ 2*(根号3)*L / (3*t ^2) ] *R^2 / G

设第一次水平速度为v,高度为h有:v = L/t则速度为2v时,抛出点和落地点间的水平距离为2L由此时抛出点和落地点间的距离为根号3L发现无法构建直角三角形(斜边短于直角边)知:题目有误.答,题目有误,注:如果数据正确,1...