题目内容
（2010?孝感一模）假设太阳系内某行星和地球的公转轨道均为圆形，且在同一平面内，如图所示，半径较小的轨道是某行星公转的轨道，半径较大的轨道是地球公转的轨道．在地球上观测，发现该行星与太阳可呈现的视角（太阳与行星均看成质点，它们与眼睛连线的夹角）有最大值，并且最大视角的正弦值为| 16 | 25 |
分析：根据几何关系求出星球的轨道半径和地球的轨道半径的关系，结合万有引力提供向心力求出轨道半径和周期的关系，从而得出行星的公转周期．
解答：解：行星与太阳的最大视角出现的情况是地球上的人的视线看行星时，视线与行星的轨道相切，如图所示．α为最大视角，由图可知，
sinα=
由题意有：sinα=
所以
=
对于环绕太阳运行的任一行星有：
=mr
（式中M为太阳质量）
即
=
所以有：
=
将上面两星轨道半径比值代入有：T星=
T地=0.512年．
答：该行星的公转周期为0.512年．
sinα=
| r星 |
| r地 |
由题意有：sinα=
| 16 |
| 25 |
所以
| r星 |
| r地 |
| 16 |
| 25 |
对于环绕太阳运行的任一行星有：
| GMm |
| r2 |
| 4π2 |
| T2 |
即
| T2 |
| r3 |
| 4π2 |
| GM |
所以有：
| T星2 |
| T地2 |
| r星3 |
| r地3 |
将上面两星轨道半径比值代入有：T星=
| 64 |
| 125 |
答：该行星的公转周期为0.512年．
点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，本题对数学能力要求较高，需加强训练．
练习册系列答案
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