题目内容

(9分)宇航员在地球上用一根长0.5m细绳拴着一个小球在竖直平面内做圆周运动,用传感器测出小球在最低点时的速度大小=3m/s及绳上的拉力F=14N。若宇航员将此小球和细绳带到某星球上,在该星球表面上让小球也在竖直平面内做圆周运动,用传感器测出在最低点时绳上拉力F1=9N,最高点时绳上拉力F2=3N。取地球表面重力加速度=10m/s2,空气阻力不计。求:

    (1)该小球的质量m

    (2)该星球表面附近的重力加速度g′

    (3)已知该星球的半径与地球半径之比为RR=1:4,求该星球的质量与地球质量之比MM

(1)在地球上圆周最低点,由牛顿第二定律:

 得kg(2分)      

(2)在星球上圆周最高点,由牛顿第二定律:(1分)

在星球上圆周最低点,由牛顿第二定律:(1分)

由机械能守恒定律: (1分)

以上三式联立解得: g′=2 m/s2(1分)

(3)依题意由 得  (1分)      

(1分)

(1分)

 

如有其它解法,只要正确,可参照给分。

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