某星球半径为R,在距该星球表面h(h<<R)高处以初速度v0水平抛出一个小球...
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发布时间:2024-08-18 14:47
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时间:2024-08-29 04:38
物体从h高处做平抛运动,根据平抛运动知识有:
竖直方向:h=12gt2 ①
水平方向:s=v0t ②
由②式得物体运动时间t=sv0
代入①得星球表面的重力加速度g=2ht2=2hv20s2
(1)在星球表面重力与万有引力相等有
GmMR2=mg ③
在离星球表面H高处的卫星由万有引力提供圆周运动向心力有:
GmM(R+H)2=mv2R+H ④
由③可得GM=gR2
代入④得v=GMR+H=gR2R+H=2hv20R2s2(R+H)=v0Rs2hR+H
(2)根据星球表面重力与万有引力相等有:
GmMR2=mg
可得星球的质量M=gR2G=2hv20R2Gs2
根据密度公式有星球的密度ρ=M43πR3=2hv20R2Gs243πR3=3hv202GπRs2
答:(1)距该星球表面H高处绕该星球作匀速圆周运动的卫星的线速度为v0Rs2hR+H;
(2)该星球的密度为3hv202GπRs2.