问题 问答题

某行星半径为地球半径的1/2,质量为地球的1/10,已知地球表面处重力加速度g0=10m/s2,地球的第一宇宙速度为7.9km/s.试问:

(1)该行星表面处的重力加速度为多大?

(2)在该行星表面距水平面高度为2m的位置水平抛出一个小球,则小球将经多长时间落回水平面?

(3)该行星的第一宇宙速度为多大?

答案

(1)对星球表面上质量为m0的物体:G

Mm0
R2
=m0g;

所以g=

GM
R2

所以

g
g0
=
M
M
R2行
R
=
10
1
(
1
2
)2
1
=2.5;

得:g0=

g
2.5
=4m/s2

(2)小球做平抛运动,由h=

1
2
g0t2得:

t=

2h
g0
=
2×2
4
s=1s;

(3)由

GMm0
R2
=m0
v21
R
,和G
Mm0
R2
=m0g

得:v1=

gR

代入数据解得:v1=1.58

5
km/s;

答:(1)该行星表面的重力加速度g0是4m/s2

(2)物体下落到月球表面所用的时间t是1s;

(3)该行星的第一宇宙速度为1.58

5
km/s.

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