有一宇宙飞船到了某行星附近(该行星没有自转运动),以速度v绕行星表面做匀速圆周运动,测出运动的周期为T,已知引力常量为G

有一宇宙飞船到了某行星附近(该行星没有自转运动),以速度v绕行星表面做匀速圆周运动,测出运动的周期为T,已知引力常量为G,则下列结论正确的是(  )
A.该行星的半径为[vT/2π]
B.该行星的平均密度为[3π/GT2]
C.该行星的质量为[2v3T/gπ]
D.该行星表面的自由落体加速度为[2πv/T]
晓云儿 1年前 已收到1个回答 举报

cneggman 幼苗

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解题思路:近地飞行的飞船轨道半径等于行星的轨道半径,根据万有引力提供圆周运动的向心力可以求出行星的质量,再根据球的体积公式求出体积而求出行星的密度,该行星表面的重力加速度即为近地飞行飞船的向心加速度,根据给出的周期和线速度可以求出向心加速度的表达式.

A、因为近地飞船的飞行半径等于星球的半径,因为已知飞船的周期和线速度,由v=[2πr/T]得:r=
vT
2π,故A正确;
B、由万有引力提供圆周运动向心力知:G
mM
r2=mr(

T )2
星球的质量为:M=
4π2r3
GT2
又星球的体积V=[4/3πr3可知星球的密度为:ρ=
M
V=

4π2r3
GT2

4
3πr3=

GT2],故B正确;
C、由G
mM
r2=mr(

T )2
得星球的质量为:M=
4π2r3
GT2
代入A中r=
vT
2π可得该行星的质量为:M=
v3T
2πG,故C错误;
D、该星球表面自由落体加速度即为近地飞船的向心加速度,所以有:a=
v2
r=
v2

vT
2π=
2πv
T,故D正确.
故选:ABD.

点评:
本题考点: 万有引力定律及其应用.

考点点评: 掌握近地飞行的航天器由万有引力提供向心力,能据此计算中心天体的质量是解决本题的关键.

1年前

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