Question

宇航員站在一星球表面上，沿水平方向以初速度v₀從傾斜角為θ的斜面頂端P處拋出一個小球，測得經過時間t小球落在斜面上的另一點Q，已知該星球的半徑為R，求：
（1）該星球表面的重力加速度；
（2）該星球的第一宇宙速度．

Answer 1

（1）小球從P到Q的過程中由平拋運動規律得：
水平位移x=υ₀t，豎直位移y=

1

2

gt2
由位移關系得：tanθ=

y

x

=

1 2 gt2

v0t

，
解得：g=

2v0tanθ

t

（2）該星球的近地衛星的向心力由萬有引力提供
G

Mm

R2

=m

v2

R

①
該星球表面物體所受重力等于萬有引力，
G

Mm

R2

=mg②
由①②得v=

gR

=

2v0Rtanθ t

答：（1）該星球表面的重力加速度為

2v0tanθ

t

；
（2）該星球的第一宇宙速度為

2v0Rtanθ t

．