(2013?黃浦區(qū)二模)一探測(cè)飛船,在以X星球中心為圓心、半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng),周期為T1,則X星球的質(zhì)量為M=
4π2
r
3
1
G
T
2
1
4π2
r
3
1
G
T
2
1
;當(dāng)飛船進(jìn)入到離X星球表面更近的、半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期為T2=
T1
r
3
2
r
3
1
T1
r
3
2
r
3
1
.(已知引力常量為G)
分析:根據(jù)飛船的向心力由萬有引力提供,即G
mM
r2
=mr
4π2
T2
,根據(jù)半徑周期可以求出中心天體的質(zhì)量,再根據(jù)周期和半徑的關(guān)系討論即可.
解答:解:飛船繞X星球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供,則有G
mM
r2
=mr
4π2
T2
可得中心天體的質(zhì)量
M=
4π2r3
GT2
,代入數(shù)據(jù)可得X星球的質(zhì)量M=
4π2
r
3
1
G
T
2
1

同理可得周期:T=
r3
GM
所以有
T1
T2
=
r
3
1
r
3
2
T2=T1
r
3
2
r
3
1

故答案為:
4π2
r
3
1
G
T
2
1
,T1
r
3
2
r
3
1
點(diǎn)評(píng):萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可以求出中心天體的質(zhì)量,這是解決本題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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