- 第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度
- 共748题
某人站在星球上以速度v1竖直上抛一物体,经t秒后物体落回手中,已知星球半径为R,现将此物体沿星球表面平抛,要使其不再落回星球,则抛出的速度至少为多少?
正确答案
宇航员站在一星球表面上的某高处,以初速度v0沿水平方向抛出一个小球,经过时间t,球落到星球表面,小球落地时的速度大小为v.已知该星球的半径为R,引力常量为G,求:
(1)小球落地时竖直方向的速度vy
(2)该星球的质量M
(3)若该星球有一颗卫星,贴着该星球的表面做匀速圆周运动,求该卫星的周期T.
正确答案
(1)小球做平抛运动,则落地时水平速度为v0,则vy=
(2)小球竖直方向上,vy=gt
则g==
星球表面万有引力等于重力,则有
G=mg
解得:M=
(3)星体表面重力提供向心力,则有:
mg=mR
解得T=2π
答:(1)小球落地时竖直方向的速度vy=(2)该星球的质量M=
(3)该卫星的周期T=2π
.
(9分)已知地球半径为R,地球自转的周期为T,地球表面的重力加速度为g,
求 (1)第一宇宙速度?(2)地球同步卫星离地面的高度h。
正确答案
解:第一宇宙速度:mg=mV2/R V=(gR)1/2
同步卫星: (2分)
地球表面上: (2分)
∴ (2分)
略
如果在一星球上,宇航员为了估测星球的平均密度,设计了一个简单的实验:他先利用手表,记下一昼夜的时间T;然后,用弹簧秤测一个砝码的重力,发现在赤道上的重力仅为两极的90%.试写出星球平均密度的估算式.
正确答案
设星球的质量为M,半径为R,表面重力加速度为,平均密度为,砝码的质量为m.
www.砝码在赤道上失重,表明在赤道上随星球自转做圆周运动的向心力为.
.
而一昼夜的时间T就是星球的自转周期,根据牛顿第二定律,有
,
根据万有引力定律,星球表面的重力加速度为www.,
所以,星球平均密度的估算式为.
中国紫金山天文台将1965年9月20日发现的第2752号小行星命名为吴健雄星,其直径2R=32km,如该小行星的密度和地球的密度相同,求在该小行星上发射一颗卫星的最小发射速度(已知地球半径R0=6400km,地球的第一宇宙速度为v1=8.0km/s)
正确答案
设小行星上发射卫星的最小速度为v,小行星的质量为M,地球的质量为M0,则
,
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