问题 问答题

在半径为R的某星球上,从高为h的平台上水平踢出一球,欲击中水平面上的A点,若两次踢球的方向都相同,第一次初速度为v1,着地点比A近了a,第二次初速度为v2,着地点却比A远了b,已知万有引力常量为G,求该星球的质量.

答案

物体两次做平抛运动,两次下落高度一样,竖直方向h=

1
2
gt2,则g=
2h
t2
,①

由几何关系可知v1t+a=v2t-b,所以t=

a+b
v2-v1
,②

设星球质量为M,表面处一个物体质量为m

对表面物体,万有引力等于重力G

Mm
R2
=mg,则M=
gR2
G

联立①②③式得M=

2hR2(v2-v1)2
G(a+b)2

答:星球的质量M=

2hR2(v2-v1)2
G(a+b)2

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