题目内容

两个行星的质量分别为m1和m2,绕太阳做圆周运动的半径分别为r1和r2,若他们只受太阳的万有引力作用,则有:
(1)两个行星的向心加速度之比为多少?
(2)两个行星的线速度之比是多少?
分析:根据万有引力提供圆周运动的向心力,根据半径关系可以求出行星绕太做圆周运动的向心加速度之比;根据向心加速度之比和半径之比可以求出行星的线速度之比.
解答:解:(1)根据万有引力提供行星圆周运动的向心力有:
G
mM
r2
=ma

a=
GM
r2

a1
a2
=
GM
r
2
1
GM
r
2
2
=(
r2
r1
)2

(2)根据向心加速度的表达式a=
v2
r
可知:
行星运动线速度v=
ra

v1
v2
=
r1a1
r2a2
=
r1
r2
×
r2
r1
=
r2
r1

答:(1)两个行星的向心加速度之比为
a1
a2
=(
r2
r1
)2

(2)两个行星的线速度之比为
v1
v2
=
r2
r1
点评:太阳对行星的万有引力是行星绕太阳做圆周运动的向心力,据此列式求解是解题的关键.
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