宇航员乘坐宇宙飞船靠近某星球,首先在距离该星球球心r的圆轨道上观察星球表面,他发现宇宙飞船无动力绕星球的圆周运动周期为T

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  • 解题思路:(1)根据万有引力提供向心力,结合轨道半径和周期求出该星球的质量;(2)根据平抛运动的规律求出平抛运动的重力加速度,结合万有引力等于重力求出该星球的半径.

    (1)设星球质量M,在半径为r的圆轨道运动时,对宇宙飞船:G

    Mm

    r2=mr

    4π2

    T2,

    所以星球质量为:M=

    4π2r3

    GT2.

    (2)设星球表面的加速度为g,平抛时间t,则:x=v0t=Lcos30°,y=[1/2gt2=Lsin30°,

    解得:g=

    4v02

    3L].

    对地表物体由黄金变换可得:G

    Mm′

    R2=m′g,

    解得:R=

    3π2r3L

    v02T2.

    答:(1)该星球的质量为M=

    4π2r3

    GT2.

    (2)该星球的半径R为

    3π2r3L

    v02T2.

    点评:

    本题考点: 万有引力定律及其应用;平抛运动.

    考点点评: 本题考查了万有引力理论与平抛运动的综合,掌握万有引力的两个重要理论是解决本题的关键,1、万有引力提供向心力,2、万有引力等于重力.

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