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一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动,已知运动的轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,行星半径为R.求:
(1)行星的质量M;
(2)行星表面的重力加速度g;
(3)行星的第一宇宙速度v.
分析:(1)根据万有引力等于向心力,可列式求解;
(2)根据星球表面重力等于万有引力,可列式求解;
(3)根据在星球表面,万有引力等与向心力,列式求解.
解答:(1)行星对飞船的万有引力提供飞船所需向心力
       G
Mm
r2
=m(
T
)2r

解得
      M=
4π2r3
GT2

故行星的质量为
4π2r3
GT2

(2)重力等于万有引力
      m′g=
GMm′
R2

解得
  g=
GM
R2
=
G
R2
?
4π2r3
GT2
=
4π2r3
R2T2

故行星表面的重力加速度为
4π2r3
R2T2

(3)卫星以第一宇宙速度绕行星附近作匀速圆周运动
    G
Mm
R2
=m
v2
R

解得
  v=
GM
R
=
G
R
?
4π2r3
GT2
=
4π2r3
RT2

故行星的第一宇宙速度为
4π2r3
RT2
点评:本题关键抓住星球表面重力等于万有引力,人造卫星的万有引力等于向心力.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动,已知圆周运动的轨道半径为r,运行周期为T,引力常量为G,行星半径为R,试求(用题中已知量表示):
(1)行星的质量M;
(2)物体在该行星表面附近做自由落体运动时的加速度a;
(3)卫星围绕该行星做匀速圆周运动时的最大速度Vm.

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科目:高中物理 来源: 题型:

一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动,已知飞船到行星表面的距离等于行星的半径R,行星表面的重力加速度为g,引力常量为G.(提示:宇宙飞船轨道半径等于2R)求:
(1)该行星的质量M;   
(2)宇宙飞船的周期T.

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科目:高中物理 来源: 题型:

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(1)行星的质量M

(2)物体在该行星表面附近做自由落体运动时的加速度a

(3)卫星围绕该行星做匀速圆周运动时的最大速度Vm

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科目:高中物理 来源:2009-2010学年北京市西城区高一(下)期末物理试卷(解析版) 题型:解答题

一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动,已知运动的轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,行星半径为R.求:
(1)行星的质量M;
(2)行星表面的重力加速度g;
(3)行星的第一宇宙速度v.

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