如图所示,一位宇航员站在某质量分布均匀的星球表面的一斜坡上的A点,沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点B,斜坡的倾角为α,已知该星球的半径为R。求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的第一宇宙速度。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)设该星球表面的重力加速度为g,A、B两点之间的距离为L,
则根据平抛运动规律有,
水平方向上有
竖直方向上有
解得
(2)设该星球质量为M,其第一宇宙速度为v,对绕该星球表面运行的质量为m′的卫星,
由万有引力定律得
又由万有引力定律和牛顿第二定律有
解得