一物体在某一行星表面上做自由落体运动,在连续的两个1s内,下降的高度分别为12m和20m,若该星球的半径为100km,则

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  • 解题思路:根据自由落体的运动规律求出行星表面的重力加速度.

    研究飞船绕行星表面做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力列出等式.

    根据周期的表达式知道当卫星的轨道半径最小对应着最小周期.

    运用黄金代换式GM=gR2求出问题.

    根据物体做匀变速直线运动则有△x=at2

    由于在连续的两个1s内,下降的高度分别为12m和20m,

    由此得该行星表面的重力加速度g′=[△x

    t2=

    20−12/1×1]m/s2=8m/s2

    由万有引力定律及牛顿运动定律得

    [GmM

    R2=mg′得出:g′=

    GM

    R2 ③

    GmM

    R2=m

    4π2R

    T2得出:T=2π

    R3/GM] ④

    由③得:GM=g′R2,代入④得:

    T=2π

    R

    g′

    代入数值得T=702.1 s

    答:环绕该行星的卫星的最小周期为702.1 s.

    点评:

    本题考点: 万有引力定律及其应用;自由落体运动.

    考点点评: 重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量.

    把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题.