
(24-25高一下·江苏无锡·阶段练习)某星球半径R=2000km,现有一探测器在登陆星球之前围绕其做圆周运动,其环绕速度v与轨道半径r之间的关系如图甲所示。探测器成功登陆星球表面后,探测车出舱进行探测任务,如图乙所示,某次任务时,探测车(可以看作质点)以速度v0= 0.5m/s沿水平面匀速行驶,前方有一高度h=2m的断崖,断崖下方是平坦的地面。求:
(1)求深测器绕行星做圆周运动时的向心加速度an;
(2)该星球表面的重力加速度g星;
(3)探测车在断崖下方地面着陆时的速度v。
【答案】(1)
(2)
(3),速度方向与水平方向夹角的正切值为8
【知识点】用动能定理求解外力做功和初末速度、其他星球表面的重力加速度、卫星的各个物理量计算
【详解】(1)根据向心加速度公式
当时,速度满足
,
代入解得
(2)根据万有引力充当向心力
可得
结合图像可知
在行星表面上有
解得
(3)根据动能定理有
解得
设着陆时的速度方向与水平方向的夹角为,则有
则速度方向与水平方向夹角的正切值为8。
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