题目内容

【题目】火星(如图所示)是太阳系中与地球最为类似的行星,人类对火星生命的研究在今年因“火星表面存在流动的液态水”的发现而取得了重要进展.若火星可视为均匀球体,火星表面的重力加速度为g火星半径为R,火星自转周期为T,万有引力常量为G.求:

(1)火星的平均密度ρ.
(2)火星的同步卫星距火星表面的高度h.

【答案】
(1)解:在火星表面,对质量为m的物体有

又M=

联立①②两式解得ρ=

答:火星的平均密度ρ为


(2)解:同步卫星的周期等于火星的自转周期T

万有引力提供向心力,有

联立解得h=

答:火星的同步卫星距火星表面的高度h为


【解析】(1)根据万有引力等于重力求出火星的质量,结合火星的体积求出火星的密度.(2)根据万有引力提供向心力求出火星同步卫星的轨道半径,从而得出距离火星表面的高度.
【考点精析】本题主要考查了万有引力定律及其应用的相关知识点,需要掌握应用万有引力定律分析天体的运动:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F=F向;应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算才能正确解答此题.

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