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宇航员在一行星上以l0m/s的速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体,不计阻力,经2.5s后落回手中,已知该星球半径为7220km.
(1)该星球表面的重力加速度g,多大?
(2)要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?
(3)若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零,则当物体距离星球球心r时其引力势能Ep=-GMm/r(式中m为物体的质量,M为星球的质量,G为万有引力常量).问要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?
(1)物体做竖直上抛运动,则有
  t=
2v0
g

则得该星球表面的重力加速度g=
2v0
t
=
2×10
2.5
=8m/s2
(2)由mg=m
v21
R
,得v1=
gR
=7600m/s
(3)由机械能守恒,得
1
2
m
v22
+(-G
Mm
R
)=0+0
又因g=
GM
R2

所以 v2=
2gR

代入解得,v2=7600
2
m/s≈10746m/s
答:
(1)该星球表面的重力加速度g是8m/s2.
(2)要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是7600m/s.
(3)要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是10746m/s.
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科目:高中物理 来源: 题型:

宇航员在一行星上以l0m/s的速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体,不计阻力,经2.5s后落回手中,已知该星球半径为7220km.
(1)该星球表面的重力加速度g′多大?
(2)要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?
(3)若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零,则当物体距离星球球心r时其引力势能Ep=-
GMmr
(式中m为物体的质量,M为星球的质量,G为万有引力常量).问要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?

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科目:高中物理 来源:2008-2009学年江苏省泰州市靖江市高三(上)期中物理试卷(解析版) 题型:解答题

宇航员在一行星上以l0m/s的速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体,不计阻力,经2.5s后落回手中,已知该星球半径为7220km.
(1)该星球表面的重力加速度g,多大?
(2)要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?
(3)若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零,则当物体距离星球球心r时其引力势能Ep=-GMm/r(式中m为物体的质量,M为星球的质量,G为万有引力常量).问要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?

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