荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展,将来的某一天,同学们也许会在其它星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所

荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展,将来的某一天,同学们也许会在其它星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量为M,半径为R,可将人视为质点,秋千质量不计、摆长不变、摆角小于900,若经过最低位置的速度为v0.万有引力常量为G.
(1)该星球的第一宇宙速度是多少?
(2)该星球表面附近的重力加速度g是多少?
(3)摆动过程中,你能上升的最大高度是多少?
(4)若你的质量是m秋千摆长,经过最低位置时你对秋千的压力是多大?
o虫虫 1年前 已收到1个回答 举报

心全碎了 幼苗

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(1)设质量为m的卫星围绕星球表面飞行速度为v,万有引力提供向心力
G
Mm
R2=m
v2
R
解得v=

GM
R
(2)设物体的质量为m,在星球表面附近的重力等于万有引力
G
Mm
R2=mg
解得g=[GM
R2
(3)设人的质量为m,能上升的最大高度为h,由机械能守恒定律得
mgh=
1/2mv02
解得h=
R2v02
2GM].
(4)经过最低点时,秋千的支持力F和人的重力G提供向心力,
有:F-mg=m
v02
l
解得F=m(
GM
R2+
v02
l)
由牛顿第三定律得,F压=F=m(
GM
R2+
v02
l).
答:(1)该星球的第一宇宙速度是v=

GM
R.
(2)该星球表面附近的重力加速度g=
GM
R2
(3)能上升的最大高度是h=
R2

1年前

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