题目内容

为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则（　　）
A、X星球的质量为M=
4π2
r
3
1
G
T
2
1
B、X星球表面的重力加速度为gx=
4π2r1
T
1
2
C、登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1
r
3
2
r
3
1
D、登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为
v1
v2
=
m1r1
m2r1
分析：研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量．
研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出线速度和周期．再通过不同的轨道半径进行比较．
解答：解：A、研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：G
Mm1
r12
=m1r1
4π2
T12

得出：M=
4π2r13
GT12
，故A正确．
B、根据圆周运动知识，a=
4π2r1 
T12
只能表示在半径为r1的圆轨道上向心加速度，而不等于X星球表面的重力加速度，故B错误．
C、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
在半径为r的圆轨道上运动：G
Mm
R
=m
4π2
T2
R得出：T=2π
R3
GM
．表达式里M为中心体星球的质量，R为运动的轨道半径．所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的周期大小之比为：
T1
T2
=
r13
r23
，所以T2=T1
r23
r13
，故C正确．
D、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有：
在半径为r的圆轨道上运动：G
Mm
R
=m
v2
R
得出：v=
GM
R
，表达式里M为中心体星球的质量，R为运动的轨道半径．
所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为
v1
v2
=
r2
r1
，故D错误．
故选：AC．
点评：本题主要考查万有引力提供向心力这个关系，要注意向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．
练习册系列答案
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（2011?浙江）为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1．总质量为m1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则（　　）
为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则X星球的质量为
4π2r
3
1
GT
2
1
4π2r
3
1
GT
2
1
；登陆舱在r1与r2轨道上运动是的速度大小之比为
r2
r1
r2
r1
；若测得X星球表面上方卫星的周期为T0（可以认为卫星轨道半径与X星球半径相等），则X星球的平均密度为
3π
GT
2
0
3π
GT
2
0
．（万有引力恒量为G）
为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则以下结论中（　　）
①X星球的质量为M=
4π2r1
G
T
2
1
          
②X星球表面的重力加速度为gr=
4π2r1
T
2
1

③登陆舱在r1与r2轨道上运动是的速度大小之比为：
v1
v2
=
m1r2
m2r1

④登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1
r
3
2
r
3
1
．
A．为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动．可以得到：X星球的质量M为
 
，登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期T2为
 
．（已知引力常量为G）
B．质量为4.0kg的物体A静止在水平桌面上，另一个质量为2.0kg的物体B以5.0m/s的水平速度与物体A相碰．碰后物体B以1.0m/s的速度反向弹回，则系统的总动量为
 
kg?m/s，碰后物体A的速度大小为
 
m/s．
为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，其总质量为m1，运行周期为T1．随后释放登陆舱脱离飞船，登陆舱变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，登陆舱的质量为m2，则（　　）

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