题目内容

月球半径约为地球半径的
1
4
,月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的
1
6
,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
v
v

(2)地球和月球的平均密度之比
ρ
ρ
(1)物体受到的重力等于万有引力,
即:G
Mm
R2
=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
Mm
R2
=m
v2
R
    ②,
由①②解得:v=
gR
  ③,
环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比:
v
v
=
gR
gR
=2
6
: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
Mm0
r2
=m0g   ⑤,
平均密度ρ=
M
4
3
πr3
   ⑥,
由⑤⑥可得,地球和月球的平均密度之比:
ρ
ρ
=
gr
gr
=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
6
:1;
(2)地球和月球的平均密度之比是3:2.
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