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宇航员在一星球表面上的某高处沿水平方向抛一个小球,经时间t,小球落到星球表面,测出抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时的初速度增大到原来的2倍,则抛出点到落地点间的距离为
3
L,已知两落地点在同一水平面上,该星球的质量为M,万有引力常量为G,求:
(1)该星球的半径R;
(2)该星球上的第一宇宙速度.
分析:(1)根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度,结合星球的质量,通过万有引力等于重力求出星球的半径.
(2)根据重力提供向心力求出星球上的第一宇宙速度.
解答:解:(1)解:设第一次抛出速度为v、高度为h,根据题意可得右图:精英家教网
L2=h2+(vt)2
依图可得:(
3
L)2=h2+(2vt)2

又h=
1
2
gt2

解方程组得g=
2
3
L
3t2

根据万有引力等于重力得,mg=G
Mm
R2

解得R=
GM
g
=
3
GMt2
2L

(2)根据mg=m
v2
R

解得第一宇宙速度v=
gR
=
4
2GMt2
3
t2

答:(1)该星球的半径R=
3
GMt2
2L

(2)该星球上的第一宇宙速度v=
4
2GMt2
3
t2
点评:解决本题的关键掌握万有引力的两个重要理论:1、万有引力等于重力,2、万有引力提供向心力,并能灵活运用.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

宇航员站在一星球表面上,沿水平方向以初速度v0从倾斜角为θ的斜面顶端P处抛出一个小球,测得经过时间t小球落在斜面上的另一点Q,已知该星球的半径为R,求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的第一宇宙速度.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2003?顺德区模拟)宇航员站在一星球表面上,沿水平方向以V0的初速度抛出一个小球,没得抛出点的高度h,与落地点之间的水平距离为L.已知该星球的半径为R,求该星球的第一宇宙速度(即:人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动必须具有的速度.)

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科目:高中物理 来源: 题型:

宇航员站在一星球表面上的h高处,沿水平方向以初速度v0抛出一小球,小球落在星表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L,已知该星球的半径为R,引力常量为G,求该星球的质量M和密度ρ.

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科目:高中物理 来源: 题型:

宇航员站在一星球表面上,以v0竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球又落回原处,已知星球的半径为R,万有引力常量为G,不考虑星球的自转,试求:
(1)小球能上升的最大高度H及星球表面的重力加速度g;
(2)星球的质量M.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(14分)宇航员站在一星球表面上,沿水平方向以初速度v0从倾斜角为θ的斜面顶端P处抛出一个小球,测得经过时间t小球落在斜面上的另一点Q,已知该星球的半径为R,求:

(1)该星球表面的重力加速度。

(2)该星球的第一宇宙速度。

 

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