问题 问答题

在半径为R=1.6×106m某星球上,宇航员在离地面1m高处,以3m/s的初速度斜抛一个物体,物体落地时速度大小为5m/s.不计空气阻力和星球自转,求:

(1)求该星球表面的重力加速度;

(2)若宇航员乘坐的宇宙飞船在离该星球表面高度为H=3R处绕该星球做匀速圆周运动,求飞船的速率.

答案

(1)根据动能定理研究物体以3m/s的初速度斜抛到物体落地,列出等式:

mgh=

1
2
mv2-
1
2
m
v20

解得g=8 m/s2

(2)忽略星球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式:

GMm
R2
=mg ①

宇宙飞船绕该星球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力列出等式:

GMm
r2
=
mv2
r 
  ②

r=H+R=4R

由①②得:

v=1.7×103m/s

答:(1)求该星球表面的重力加加速度是8 m/s2

(2)飞船的速率是1.7×103m/s.

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