问题
计算题
(1)(6分)某行星有一质量为m的卫星,卫星绕行星做匀速圆周运动,其运动半径为r,周期为T,求行星的质量(已知万有引力常量为G)。
(2)(12分)小钢球质量为m,沿光滑的轨道由静止滑下,轨道形状如图所示,与光滑轨道相接的圆形轨道的半径为R,要使小球沿光滑轨道恰能通过最高点,物体应从离轨道最低点多高的地方开始滑下?
答案
(1)
(2)
(1)解:设行星的质量为M。
由行星对卫星的万有引力提供向心力得(4分)
解之得(2分)
(2)小钢球恰能通过最高点时N="0 " ……(1)(1分)
最高点时,由牛顿第二定律得 ……(2)(3分)
小球在下落过程中由机械能守恒定律得
……(3)(5分)
由(2)(3)解得(3分)