一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动,已知飞船到行星表面的距离等于行星的半径R,行星表面的重力加速度为g,引力常量为G.

一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动,已知飞船到行星表面的距离等于行星的半径R,行星表面的重力加速度为g,引力常量为G.(提示:宇宙飞船轨道半径等于2R)求:
(1)该行星的质量M;
(2)宇宙飞船的周期T.
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acernotebook 幼苗

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解题思路:(1)行星表面物体所受的重力可认为等于万有引力,由g可求得质量;(2)飞船是由于万有引力提供向心力而做匀速圆周运动,故万有引力公式与向心力公式可求得周期

(1)设飞船质量为m,速度为v,圆轨道的半径为r,r=2R
行星附近mg=G[Mm
R2
得M=
gR2/G]
(2)由万有引力定律和牛顿第二定律,有
G[Mm
r2=m
4π2
T2r
飞船的半径r=2R
得T=4π

2R/g]
答:(1)该行星的质量M=
gR2
G
(2)宇宙飞船的周期T=4π

2R
g

点评:
本题考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.

考点点评: 本题同时考查了万有引力的两个重要应用,(1)行星表面的物体所受的重力近似等于万有引力;(2)天体的运动中需要的向心力由万有引力提供.

1年前

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