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问题: 以v向上抛物体,过t后物块掉到手中,则如果水平抛出,则速度至少多大,物体不会掉回地面;如果竖直抛出

以v向上抛物体m,过t后物块掉到手中,地球半径R,则如果水平抛出,则速度至少多大,物体不会掉回地面;如果竖直抛出,则速度至少多大才不会掉回地面?
(在离地心r上重力势能做功-GMm/r)

(竖直向上抛怎么可能不掉回地面?它水平方向又没速度,又不能绕地球运动|)
请详细解答

解答:

竖直抛出不落,就是说像火箭一样飞出去了呗。

水平时,gt=2v, g=2v/t. 重力近似万有引力,并且提供向心力,mg=mv'^2/R,v'就是所求。

竖直时,最后会围绕地球做圆周运动。
动能转化成重力势能,mv'^2/2-mv''^2/2=GMm/R-GMm/(R+h),v'是抛出的速度,v''是绕地球圆周运动的速度,h是绕地球圆周运动离地面的高度。
万有引力提供向心力,mv''^2/(R+h)=GMm/(R+h)^2