宇航员在一星球表面上的某高处.沿水平方向抛出一个小球.经时间t.小球落到星球表面.测出抛出点与落地点之间距离为L.若抛出时的初速增大到原来的2倍.则抛出点到落地点间的距离为L.已知两落地点在同一水平面上.该星球的质量M.万有引力常数为G.求:(1)该星球的半径R. (2)该星球上的第一宇宙速度. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（10分）宇航员在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球，经时间t，小球落到星球表面，测出抛出点与落地点之间距离为L。若抛出时的初速增大到原来的2倍，则抛出点到落地点间的距离为L。已知两落地点在同一水平面上，该星球的质量M，万有引力常数为G，求:
（1）该星球的半径R。
（2）该星球上的第一宇宙速度。

（1）（2）

解析试题分析：（1）由平抛运动规律可知：　①　    1分
　②　    1分
　③　    1分
由①②③解得：　④　    1分
又因为　⑤　    1分
由④⑤解得：　⑥    1分
（2）由第一宇宙速度的定义可知：　⑦　    2分
解得：　⑧　　    2分
考点：本题考查了平抛运动规律和万有引力定律的综合应用，也是提供了探索未知星体的物理方法．

练习册系列答案

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如图示，从地面上方D点沿相同方向水平抛出的三个小球分别击中对面墙上的A、B、C三点，图中O点与D点在同一水平线上，O、A、B、C四点在同一竖直线上，且OA=AB=BC，三球的水平速度之比为V_A：V_B：V_C＝

（8分）（2011?海南）如图，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆．ab为沿水平方向的直径．若在a点以初速度v₀沿ab方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的c点．已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半，求圆的半径．

如图所示，玩具射击枪水平放置，玩具枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口与目标靶中心之间的水平距离s="5" m，子弹射出的水平初速度v为10 m/s，不计空气阻力，重力加速度g为10 m/s²，（靶足够大）求：

（1）从子弹由枪口射出开始计时，经多长时间子弹击中目标靶；
（2）子弹击中目标靶的位置与靶中心的距离h；
（3）子弹击中目标靶时，子弹的速度大小。

（10分）有一项人体飞镖项目，可将该运动简化为以下模型（如图所示）：手握飞镖的小孩用不可伸长的细绳系于天花板下，在A处被其父亲沿垂直细绳方向推出，摆至最低处B时小孩松手，飞镖依靠惯性飞出命中竖直放置的圆形靶的靶心O，圆形靶的最高点C与B在同一高度， A、B、C三点处在同一竖直平面内，且BC与圆形靶平面垂直．已知小孩质量为m，绳长为L，BC距离为d，靶的半径为R，AB高度差为h．不计空气阻力，小孩和飞镖均可视为质点．

（1）求孩子在A处被推出时的初速度大小；
（2）如果飞镖脱手时沿BC方向速度不变，但由于小孩手臂的水平抖动使其获得了一个垂直于BC的水平速度，要让飞镖能够击中圆形靶，求的取值范围．

（14分）如图所示，质量m＝1 kg的小球用细线拴住，线长L＝0.5 m，细线所受拉力达到F＝18N时就会被拉断。当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断。若此时小球距水平地面的高度h＝5 m，重力加速度g＝10 m/s²，求小球落地处到地面上Ｐ点的距离？（P点在悬点的正下方）

（17分）风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力．如图所示，在风洞实验室中有足够大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐标系．质量m=0.5kg的小球以初速度v₀=0.40m/s从O点沿x轴正方向运动，在0~2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小F₁=0.20N的风力作用；小球运动2.0s后风力方向变为y轴负方向、大小变为F₂=0.10N（图中未画出）．试求：

（1）2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s内运动的位移大小；
（2）风力F₂作用多长时间，小球的速度变为与初速度相同。

（12分）如图所示，在足够大倾角为θ的光滑斜面上，有一长为l的细线，细线的一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，已知O点到斜面底边的距离，求：

（1）小球通过最高点A时的速度；
（2）小球通过最低点B时，细线对小球的拉力；
（3）小球运动到A点或B点时细线断裂，小球滑落到斜面底边时与C点的距离若相等，则l和d应满足什么关系？

如图所示，用细绳系一小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力，关于小球的受力正确的是

A．只受重力	B．只受绳子拉力
C．受重力、绳子拉力	D．受重力、绳子拉力和向心力

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