题目内容
月球半径约为地球半径的
,月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的
,把月球和地球都视为质量均匀分布的球体.求:
(1)环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比
;
(2)地球和月球的平均密度之比
.
| 1 |
| 4 |
| 1 |
| 6 |
(1)环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比
| v地 |
| v月 |
(2)地球和月球的平均密度之比
| ρ地 |
| ρ月 |
(1)物体受到的重力等于万有引力,
即:G
=mg ①,
卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,
由牛顿第二定律可得:
G
=m
②,
由①②解得:v=
③,
环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比:
=
=2
:1 ④;
(2)设想将一质量为m0的小体放在天体表面处.
由万有引力定律可得:G
=m0g ⑤,
平均密度ρ=
⑥,
由⑤⑥可得,地球和月球的平均密度之比:
=
=3:2;
答:(1)环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比是2
:1;
(2)地球和月球的平均密度之比是3:2.
即:G
| Mm |
| R2 |
卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,
由牛顿第二定律可得:
G
| Mm |
| R2 |
| v2 |
| R |
由①②解得:v=
| gR |
环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比:
| v地 |
| v月 |
|
| 6 |
(2)设想将一质量为m0的小体放在天体表面处.
由万有引力定律可得:G
| Mm0 |
| r2 |
平均密度ρ=
| M | ||
|
由⑤⑥可得,地球和月球的平均密度之比:
| ρ地 |
| ρ月 |
| g地r月 |
| g月r地 |
答:(1)环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比是2
| 6 |
(2)地球和月球的平均密度之比是3:2.
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