Question

8．一行星半徑是500km，它表面的引力加速度是1.0m/s²
（1）對這行星而言，逃逸速度是多少米/秒？
（2）一物體在離開該行星表面時(shí)的初始豎直速度是1000m/s，它能升到多大的高度？
（3）一物體從該行星表面以上1000km高處自由落下，在它落到行星表面時(shí)的速度是多少米、秒？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)行星表面的物體恰能繞行星表面圓周運(yùn)動時(shí)，由重力提供向心力，此時(shí)的速度即為逃逸速度．
（2）根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式v²=2gh求最大高度．
（3）根據(jù)自由落體運(yùn)動的速度位移關(guān)系公式求解速度．

解答 解：（1）由mg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$得 v=$\sqrt{gR}$=$\sqrt{1×500×1{0}^{3}}$=5$\sqrt{2}×1{0}^{2}$m/s
即對這行星而言，逃逸速度是5$\sqrt{2}×1{0}^{2}$m/s．
（2）已知v₀=1000m/s，g=1.0m/s²，則
由v₀²=2gh得 h=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2g}$=$\frac{100{0}^{2}}{2×1}$=5×10⁵m
（3）已知H=1000km=1×10⁶m
由v²=2gH得 v=$\sqrt{2gH}$=$\sqrt{2×1×1{0}^{6}}$=$\sqrt{2}$×10³m/s
答：
（1）對這行星而言，逃逸速度是5$\sqrt{2}×1{0}^{2}$m/s．
（2）它能升到5×10⁵m的高度．
（3）它落到行星表面時(shí)的速度是$\sqrt{2}$×10³m/s．

點(diǎn)評 本題中第1小題實(shí)質(zhì)上是求行星的第一宇宙速度，利用重力等于向心力求是常用的思路．