题目内容

理论研究表明，物体在地球附近都受到地球对它的万有引力作用，具有引力势能。选物体在距地球无限远处的引力势能为零，则引力势能可表示为（其中G为万有引力常量，M为地球质量，m为物体的质量，r是物体到地心的距离）。现有一质量m′的人造卫星绕地球做圆周运动周期T。要在地面上发射这颗卫星，至少需做多少功？（已知地球质量为M，半径为R。）
设卫星绕地球做圆周运动半径r，牛顿第二定律得：
 
由此得    
在r/轨道上运动具有的机械能为  
地面发射须做功为  
 
练习册系列答案
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中子星是恒星演变到最后的一种存在形式．
(1)有一密度均匀的星球，以角速度ω绕自身的几何对称轴旋转．若维持其表面物质不因快速旋转而被甩掉的力只有万有引力，那么该星球的密度至少要多大?
(2)蟹状星云中有一颗中子星，它每秒转30周，以此数据估算这颗中子星的最小密度．
(3)若此中子星的质量约为太阳的质量(2×1030 kg)，试问它的最大可能半径是多大?
利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量（　　）
?
A．地球的半径R地和地面的重力加速度g
?		B．卫星绕地球做匀速圆周运动的半径R和周期T
?		C．卫星绕地球做匀速圆周运动的半径R和线速度v
?		D．卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T
美国“勇气”号和“机遇”号火星车分别登陆火星，同时欧洲的“火星快车”探测器也在环火星轨道上开展了大量科学探测活动。科学家们根据探测器返回的数据进行分析，推测火星表面存在大气，且大气压约为地球表面大气压的1/200，火星直径约为地球的一半，地球的平均密度ρ地=5.5×103kg/m3，火星的平均密度ρ火=4.0×103kg/m3。请根据以上数据估算火星大气质量是地球大气质量的多少倍？（地球和火星表面大气层的厚度均远远小于球体的半径，结果保留两位有效数字）
已知地球质量为M、半径为R，万有引力常量G．卫星在地球表面绕地球做匀速圆周运动所需的速度称为第一宇宙速度v1,卫星从地面发射，恰好能脱离地球引力束缚的速度称为第二宇宙速度v2，已知v2=v1．根据以上条件，并以卫星脱离地球引力时的引力势能为0，求质量为m的卫星在地球表面时的引力势能．(忽略空气阻力的影响)

①卫星绕月运转周期T是多少？
②若地球基地对卫星进行测控，则地面发出信号后至少经过多长时间才可以收到卫星的反馈信号？
已知太阳光从太阳射到地球,需要8分20秒,地球公转轨道可近似看成固定圆轨道,地球半径约为6.4×106 m,　试估算太阳质量M与地球质量m之比M/m为多少？（保留一位有效数字）
图示为宇宙中一恒星系的示意图，A为该星系的一颗行星，它绕中央恒星O的运行轨道近似为圆．已知引力常量为G，天文学家观测得到A行星的运行轨道半径为R0，周期为T0．

(l)中央恒星O的质最是多大？
(2)长期观测发现，A行星每隔t0时间其运行轨道便会偏离理论轨道少许，天文学家认为出现这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B（假设其运行的圆轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同）．根据上述现象和假设，试估算未知行星月的运动周期和轨道半径．
请估算地月之间的距离。（保留一位有效数字）

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