Question

一位善于思考的同學(xué)，為宇航員設(shè)計(jì)了測(cè)量一顆衛(wèi)星繞某星球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期的方法．在某星球表面以初速度v豎直上拋一個(gè)物體，若物體只受該星球引力作用，忽略其他力的影響，物體上升的最大高度為h，已知該星球的直徑為d，如果在這個(gè)星球上發(fā)射一顆繞它運(yùn)行的衛(wèi)星，其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期為    ．

Answer 1

【答案】分析：物體在星球表面做豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度等于星球表面的重力加速度，根據(jù)豎直上拋的初速度和最大高度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出星球表面的重力加速度．在這個(gè)星球上發(fā)射一顆繞它運(yùn)行的衛(wèi)星，由星球?qū)πl(wèi)星的重力提供向心力，由牛頓第二定律求出衛(wèi)星的最小周期．
解答：解：對(duì)物體的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，有h=
得到星球表面的重力加速度g=
當(dāng)衛(wèi)星繞該星球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其周期最小．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)時(shí)，由星球的對(duì)衛(wèi)星的重力提供向心力，則有
   mg=m
聯(lián)立解得T=
故答案為：
點(diǎn)評(píng)：本題是萬(wàn)有引力定律與豎直上拋運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用，它們之間聯(lián)系的紐帶是重力加速度g．