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如右图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧.引力常数为G.

(1)求两星球做圆周运动的周期;
(2)在地月系统中,若忽略其它星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期记为.但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期记为.已知地球和月球的质量分别为.求两者平方之比.(结果保留3位小数)
(1)  (2)

试题分析:(1)设两个星球A和B做匀速圆周运动的轨道半径分别为r和R,相互作用的引力大小为F,运行周期为T.根据万有引力定律有

由匀速圆周运动的规律得


由题意得
联立①②③④式得.⑤
(2)在地月系统中,由于地月系统旋转所围绕的中心O不在地心,月球做圆周运动的周期可由⑤式得出

式中,M′和m′分别是地球与月球的质量,L′是地心与月心之间的距离.若认为月球在地球的引力作用下绕地心做匀速圆周运动,则

式中,T2为月球绕地心运动的周期.由⑦式得

由⑥⑧式得
代入题给数据得.
点评:关键是对公式的灵活掌握,万有引力这一快的物理公式比较多,注意公式的选择以及变形
练习册系列答案
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(8分)1969年7月21日,美国宇航员阿姆斯特郎在月球上烙下了人类第一只脚印,迈出了人类征服宇宙的第一步,在月球上,如果阿姆斯特郎和同伴奥尔德林用弹簧测力计测出质量为m的仪器的重力为F。而另一位宇航员科林斯驾驶指挥舱,在月球表面飞行一周,记下时间T。只利用这些数据,计算出月球的质量。

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A.vA<vBB.vA=vB
C.vA>vBD.条件不足,无法判断

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A.甲的运行速度一定大于乙的运行速度
B.甲的运行周期一定大于乙的运行周期
C.甲卫星在运行时不可能经过北京的正上方
D.两卫星的运行速度均可以等于第一宇宙速度

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A.B.
C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

2007年10月24日,中国首次月球探测工程取得圆满成功。假设探月宇航员站在月球表面以初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处,已知月球半径为R,月球的质量分布均匀,万有引力常量为G,求:
(1)月球表面的重力加速度
(2)人造卫星绕月球做匀速圆周运动的最大速度
(3)求月球质量M。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

人类发射的空间探测器进入某行星的引力范围后,绕该行星做匀速圆周运动,已知该行星的半径为R,探测器运行轨道在其表面上空高为h处,运行周期为T,引力常量G,求:
(1)该行星的质量
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

近年来,我国已陆续发射了七颗“神舟”号系列飞船,当飞船在离地面几百千米的圆形轨道上运行时,需要进行多次轨道维持,轨道维持就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力,使飞船能保持在同一轨道上稳定运行.如果不进行轨道维持,飞船的轨道高度就会逐渐降低,则以下说法中不正确的是
A.当飞船的轨道高度逐渐降低时,飞船的周期将逐渐变短
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