解题思路:(1)小球做竖直上抛运动,由公式V=V0+at可求得该星球表面的重力加速度g,忽略星球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式求解天体质量,从而算出星球的密度;(2)该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供,该星球表面物体所受重力等于万有引力,联立方程即可求出该星球的第一宇宙速度υ;
(1)小球做竖直上抛运动,则由x=v0t+[1/2]gt2
解得:g=
2v0
t
星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力,则由mg=[GMm
r2
得:M=
gR2/G]
由于:ρ=[M/V]=
gR2
G
4
3πR3=
3v0
2πRGt;
(2)物体在星球表面附近能做匀速圆周运动,其向心力由星球的吸引力提供,则由[GMm
R2=m
v2/R]
解得:v=
GM
R=
gR=
2v0R
t
答:(1)该星球的密度为
3v0
2πRGt;
(2)该星球的第一宇宙速度
3v0
2πRGt.
点评:
本题考点: 第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度.
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.本题要求学生掌握两种等式:一是物体所受重力等于其吸引力;二是物体做匀速圆周运动其向心力由引力提供.