题目内容

宇航员站在一星球的表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球，不计阻力，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．若抛出的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为L．已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，引力常量G，求该星球的质量M．
【答案】分析：先根据平抛运动的运动学公式列式求解重力加速度，然后根据重力等于万有引力列方程求解星球质量．
解答：解：设距地面高度为h，第一次抛出地水平距离为x，则有：
h2+x2=L2        ①
h2+（2x）2=②
h=gt2         ③
设表面重力加速度为g，对地球表面上质量为m的物体有：④
联立解得：M=
答：该星球的质量M为．
点评：本题提供了利用重力加速度估测星球质量的一种方法，利用平抛运动的分位移和合位移关系公式计算出重力加速度是关键．
练习册系列答案
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宇航员站在一星球表面上，沿水平方向以初速度v0从倾斜角为θ的斜面顶端P处抛出一个小球，测得经过时间t小球落在斜面上的另一点Q，已知该星球的半径为R，求：
（1）该星球表面的重力加速度；
（2）该星球的第一宇宙速度．
（2003?顺德区模拟）宇航员站在一星球表面上，沿水平方向以V0的初速度抛出一个小球，没得抛出点的高度h，与落地点之间的水平距离为L．已知该星球的半径为R，求该星球的第一宇宙速度（即：人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动必须具有的速度．）
宇航员站在一星球表面上的h高处，沿水平方向以初速度v0抛出一小球，小球落在星表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求该星球的质量M和密度ρ．
宇航员站在一星球表面上，以v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球又落回原处，已知星球的半径为R，万有引力常量为G，不考虑星球的自转，试求：
（1）小球能上升的最大高度H及星球表面的重力加速度g；
（2）星球的质量M．

宇航员站在一星球的表面上，由距地H高处，以初速度沿水平方向抛出一个小球，小球落到星球的表面，测得水平位移为L。该星球的半径为R，万有引力常量为G，求该星球的质量M。