4道关于天体运动的物理题,1.已知地球半径为6400km,地表重力加速度为9.8km/s^2,万有引力恒量G=6.67×

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  • 1、设想在地面上有个质量为m的物体,地球质量是M,地球半径是R、密度是ρ

    则 GMm / R^2=mg

    得地球的质量是 M=g*R^2 / G=9.8*(6400*1000)^2 / [ 6.67*10^(-11) ]=6*10^24 千克

    所以地球密度是 ρ=M / V=M / (4π*R^3 / 3)

    ρ=6*10^24 / [ 4*3.14*(6400*1000)^3 / 3 ]=5.46*10^3 千克 / 立方米

    2、设天体质量为M,半径为R,它的第一宇宙速度是V

    则有 GMm / R^2=m*V^2 / R

    得 V=根号(GM / R^3)

    因密度是 ρ=M / V=M / (4π*R^3 / 3)

    所以,小星星与地球密度相同,表示它的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相等,也是7.9千米 / 秒.

    3、在地面上,物体重16牛,即 GMm / R^2=mg=16牛,m=1.6千克

    当该物体视重是9牛时,表示它受到向上的支持力大小是9牛,由 F支-F引=ma

    得 F引=F支-ma=GMm / (R+H)^2=mg R^2 / (R+H)^2

    R是地球半径,H是物体到地面高度

    9-1.6*5=16*R^2 / (R+H)^2

    得 R / (R+H)=1 / 4

    所求倍数是 H / R=3