问题 问答题

在勇气号火星探测器着陆的最后阶段,探测器降落到火星表面上,再经过多次弹跳才停下来.经过探测发现,火星可视为半径为R的均匀球体,它的一个卫星的圆轨道半径为r,周期为T.求:

(1)火星表面的重力加速度;

(2)探测器某次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度为v0.求在它接下来运动到再次落到火星表面时往前飞行的距离.

答案

(1)根据万有引力提供向心力G

Mm
r2
=m(
T
)2r

又因为火星表面重力等于万有引力G

Mm
R2
=mg

联立以上二式解得:g=

4π2r3
T2R2

(2)从最高点落下做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动s=v0t

竖直方向上做自由落体运动h=

1
2
gt2

联立解得:s=

v0TR
2πr
2h
r

答:(1)火星表面的重力加速度为

4π2r3
T2R2

(2)再次落到火星表面时往前飞行的距离为

v0TR
2πr
2h
r

单项选择题
单项选择题