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宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一个小球.经过时间t,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时的初速增大到原来的2倍,则抛出点与落地点之间的距离为.已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,万有引力常量为G.求该星球的质量M.

答案

解析:如图所示,设抛出点的高度为h,第一次平抛的水平射程为x,则有x2+h2=L2,由平抛运动规律得知,当初速度增大到2倍时,其水平射程也增大到2倍,可得(2x)2+h2=(2,联立得,h=.设星球上的重力加速度为g,由平抛运动的规律得:h=,再由万有引力和牛顿第二定律得,=mg,再联立解得M=.

答案:M=

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