天文工作者观测到某行星的半径为R,它自转的周期为T0,它有一颗卫星的轨道半径为r,该卫星绕行星的公转周期为T,若要在此行星的表面将一颗质量为m的卫星发射出去,使期绕该行星做圆周运动,求至少应对卫星做多少功?(设行星表面无任何气体,不考虑行星的自转)

问题描述:

天文工作者观测到某行星的半径为R,它自转的周期为T0,它有一颗卫星的轨道半径为r,该卫星绕行星的公转周期为T,若要在此行星的表面将一颗质量为m的卫星发射出去,使期绕该行星做圆周运动,求至少应对卫星做多少功?(设行星表面无任何气体,不考虑行星的自转)

卫星绕行星做圆周运动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:对行星的卫星:GMm′r2=m′(2πT)2r,对人造卫星:GMmR2=mv2R,人造卫星随行星自转的速度:v0=2πRT0,由动能定理得:W=12mv2-12mv02,解得:W=2mπ...
答案解析:卫星绕行星做圆周运动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律求出行星的质量,由牛顿第二定律求出卫星的速度,卫星动能的增量是需要做的功,由动能定理可以求出发生卫星需要做的功.
考试点:万有引力定律及其应用.
知识点:本题考查了求对卫星做功问题,应用牛顿第二定律、动能定理即可正确解题.