问题 问答题

假设某星体质量是地球质量的2倍,星体半径是地球半径

2
倍,已知地球表面处的重力加速度g0=10m/s2,忽略星体的自转.

(1)试求该星体表面的重力加速度g的大小和方向

(2)假设一个质量为5㎏的物体在该星体表面被一个与星球水平面平行的拉力F=25N作用下由静止开始运动,已知2s内运动了5.2m,问物体所受的摩擦力的大小是多大?

答案

(1)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

得:g=

GM
R2

星体质量是地球质量的2倍,星体半径是地球半径

2
倍,
g
g
=
M
R2星
M
R2地
=1

因为地球表面重力加速度取10m/s2,所以星球表面的重力加速度约为10m/s.方向指向星体中心;

(2)拉力F=25N作用下由静止开始运动,已知2s内运动了5.2m,做匀加速直线运动,

由x=

1
2
at2,得a=
2x
t2
=
2×5.2
22
m/s2=2.6m/s2

对物体受力分析:重力,支持力,拉力、摩擦力.

则有:F-f=ma

所以f=F-ma=25-5×2.6=12N

答:(1)该星体表面的重力加速度g的大小10m/s2、方向指向星体中心;

(2)物体所受的摩擦力的大小是12N.

单项选择题
判断题