解题思路:(1)卫星做运动运动所需向心力由万有引力提供,由牛顿第二定律求出两卫星的线速度,然后再求它们的比值.
(2)星球表面的物体受到的重力等于星球对它的万有引力,据此求出星球的质量,然后由密度公式求出星球的密度,最后求出地球与月球的平均密度之比.
(1)物体受到的重力等于万有引力,
即:G[Mm
R2=mg ①,
卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,
由牛顿第二定律可得:
G
Mm
R2=m
v2/R] ②,
由①②解得:v=
gR ③,
环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比:
v地
v月=
g地R地
g月R月=2
6:1 ④;
(2)设想将一质量为m0的小体放在天体表面处.
由万有引力定律可得:G
Mm0
r2=m0g ⑤,
平均密度ρ=[M
4/3πr3] ⑥,
由⑤⑥可得,地球和月球的平均密度之比:
ρ地
ρ月=
g地r月
g月r地=3:2;
答:(1)环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比是2
6:1;
(2)地球和月球的平均密度之比是3:2.
点评:
本题考点: 万有引力定律及其应用.
考点点评: 卫星绕地球或月球做圆周运动时,万有引力提供向心力,在解题时注意GM的代换.