题目内容
(1)若地球表面的重力加速度为g,求该行星表面的重力加速度;
(2)若宇宙飞船在地面附近沿近地圆轨道做匀速圆周运动的周期为T,求宇宙飞船在距离“581c”行星表面为h的轨道上绕该行星做匀速圆周运动的线速度V.
分析:此题中把581C行星与地球类比,并且忽略了行星和地球的自转,用万有引力与星球表面的重力相等即可.
解答:解:(1)设地球表面有一物体质量为m1,581C表面有一物体质量为m2,581C表面重力加速度为g′
对地球表面的物体有万有引力得:
=m1g ①
对581C表面的物体有万有引力得:
=m2g′ ②
由①②两式取比值整理得:g′=
答:该星球表面的重力加速度为 g′=
(2)绕地球做圆周运动的宇宙飞船周期为T,
由万有引力提供向心力得:
=
=g ③
绕581C做匀速圆周运动的线速度V,
由万有引力提供向心力得:
=v2(R2+h) ④
581C星球的黄金代换:GM2=g′
⑤
由③④⑤解得:v=
答:宇宙飞船在距离“581c”行星表面为h的轨道上绕该行星做匀速圆周运动的线速度v=
对地球表面的物体有万有引力得:
| GM1m1 | ||
|
对581C表面的物体有万有引力得:
| GM2m2 | ||
|
由①②两式取比值整理得:g′=
M2
| ||
M1
|
答:该星球表面的重力加速度为 g′=
M2
| ||
M1
|
(2)绕地球做圆周运动的宇宙飞船周期为T,
由万有引力提供向心力得:
| GM1 | ||
|
| 4π2R1 |
| T2 |
绕581C做匀速圆周运动的线速度V,
由万有引力提供向心力得:
| GM2 |
| (R2+h)2 |
581C星球的黄金代换:GM2=g′
| R | 2 2 |
由③④⑤解得:v=
| 2πR1 |
| T(R2+h) |
|
答:宇宙飞船在距离“581c”行星表面为h的轨道上绕该行星做匀速圆周运动的线速度v=
| 2πR1 |
| T(R2+h) |
|
点评:万有引力提供向心力的题目中,经常会出现两个星球类比的题目,关键是要大胆列式,小心求解.
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