宇航员在一行星上以10m/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72

来源：学生作业帮编辑：大师作文网作业帮分类：物理作业时间：2024/11/19 12:47:59

宇航员在一行星上以10m/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E_p=-

GMm

（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=
8×7220×103=7600m/s
（3）由机械能守恒，得
1
2m
v22+（-G
Mm
R）=0+0
又因g=
GM
R2
所以 v₂=
2gR
代入解得，v₂=7600
2m/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．