Question

9．宇航員站在一星球表面上的某處，以和水平方向成θ角的初速度V₀斜向上拋出一個小球，不計大氣阻力，小球的落點和拋出點在同一個水平面內，這兩點之間的距離（射程）為L．已知該星球的半徑為R，萬有引力常數(shù)為G．求該星球的質量M．

Answer 1

分析 先根據(jù)斜拋運動的分運動公式列式求解重力加速度；再根據(jù)重力等于萬有引力列式求解該星球的質量M．

解答 解：對斜拋運動，豎直分速度為v₀sinθ，水平分速度為v₀cosθ，根據(jù)分運動公式，有：
x=L=（v₀cosθ）t
y=0=（v₀sinθ）t-$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
聯(lián)立解得：
g=$\frac{2{v}_{0}^{2}sinθcosθ}{L}$=$\frac{{v}_{0}^{2}sin2θ}{L}$
在星球表面，忽略星球自轉，重力等于萬有引力，故：
mg=G$\frac{Mm}{{R}^{2}}$
聯(lián)立解得：
M=$\frac{{v}_{0}^{2}{R}^{2}}{GL}sin2θ$
答：該星球的質量M為$\frac{{v}_{0}^{2}{R}^{2}}{GL}sin2θ$．

點評 對斜拋運動，關鍵是通過運動的合成與分解的方法求解重力加速度；然后運用重力等于萬有引力列式求解星球的質量；基礎題目．