题目内容
【题目】宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球.经过时间t,小球落到星球表面,测得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2倍,则抛出点与落地点之间的距离为。已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,万有引力常量为G,求该星球的质量M。
【答案】
【解析】
根据平抛运动的规律,知初速度增大到2倍,则水平位移也增大2倍,结合几何关系求出小球落地的高度,通过平抛运动竖直方向上的运动规律求出重力加速度的大小,结合万有引力等于重力求出星球的质量。
设抛出点的高度为h,第一次平抛运动的水平位移为x,则
若抛出的初速度为2倍时,则水平位移为2x ,因此有:
解得:
设该星球上的重力加速度为g,由平抛规律可得:
万有引力等于重力得:
联立以上解得:
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