问题 填空题

设质量相等的甲.乙两颗卫星,分别贴近某星球表面和地球表面,环绕其球心做匀速圆周运动,已知该星球和地球的密度比为1:2,其半径分别为R和r,则(1)甲.乙两颗卫星的加速度之比为______;(2)甲.乙两颗卫星所受的向心力之比为______;(3)甲.乙两颗卫星的线速度之比为______;(4)甲.乙两颗卫星的周期之比为______.

答案

(1)根据万有引力提供向心力得:

GMm
R2
=ma

a=

GM
R2
=
Gρ?
4
3
πR3
R2
=
4
3
GπρR

已知该星球和地球的密度比为1:2,其半径分别为R和r,

所以甲.乙两颗卫星的加速度之比为

R
2r

(2)根据牛顿第二定律得:

F=ma

甲.乙两颗卫星的加速度之比为

R
2r
,甲.乙两颗卫星质量相等,

所以甲.乙两颗卫星所受的向心力之比为

R
2r

(3)根据万有引力提供向心力得:

GMm
R2
=m
v2
R

v=

GM
R
=
4
3
ρR2

已知该星球和地球的密度比为1:2,其半径分别为R和r,

所以甲.乙两颗卫星的线速度之比为

R
2
r

(4)根据圆周运动公式得:

T=

2πR
v

甲.乙两颗卫星的线速度之比为

R
2
r

所以甲.乙两颗卫星的周期之比为

2
:1.

故答案为:(1)

R
2r
,(2)
R
2r
,(3)
R
2
r
,(4)
2
:1.

单项选择题
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