题目内容

某星球的质量为M,在该星球表面某一倾角为θ的山坡上以初速度vo平抛一物体,经时间t该物体落到山坡上.欲使该物体不再落回该星球的表面,求至少应以多大的速度抛出该物体?(不计一切阻力,万有引力常量为G)
由题意可知是要求该星球上的“近地卫星”的绕行速度,也即为第一宇宙速度.
设该星球表面处的重力加速度为g,
由平抛运动可得 tanθ=
y
x
=
gt
2v0
      ①
故g=
2v0tanθ
t
                 
对于该星球表面上的物体有
GMm
R2
=mg  ②
所以R=
GMt
2v0tanθ
        
而对于绕该星球做匀速圆周运动的“近地卫星”应有mg=
mv2
R
     ③
由 ①②③式得 v=
gR
=
4
2GMv0tanθ
t
      
答:欲使该物体不再落回该星球的表面,至少应以
4
2GMv0tanθ
t
的速度抛出该物体.
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