天文观测到某行星有一颗以半径R、周期T环绕该行星做圆周运动的卫星,已知卫星质量为m.求:(1)该行星的质量M是多大?(2)如果该行星的半径是卫星运动轨道半径的110,那么行星表面处的重力加速度是多大?

问题描述:

天文观测到某行星有一颗以半径R、周期T环绕该行星做圆周运动的卫星,已知卫星质量为m.求:
(1)该行星的质量M是多大?
(2)如果该行星的半径是卫星运动轨道半径的

1
10
,那么行星表面处的重力加速度是多大?

(1)根据万有引力定律和向心力公式:G

Mm
R2
=m
4π2
T2
R(1)
解得M=
4π2R3
GT2

(2)在行星表面,万有引力等于重力:G
Mm
(0.1R)2
=mg
(2)
联立(1)(2)得:g=
400π2R
T2

答:(1)该行星的质量M=
4π2R3
GT2
;(2)行星表面处的重力加速度g=
400π2R
T2

答案解析:根据万有引力定律等于向心力公式,即可求出行星的质量;行星表面处的重力加速度由万有引力提供即可.
考试点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.
知识点:该题考查万有引力定律的一般应用,直接使用万有引力提供向心力的公式即可,它们非常简单.